Устройство для измерения температуры

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

iii)857743 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.07.79 (21) 2790774/18-10 с присоединением заявки J% (5()М. Кл.

6 01 К 13/02

Гевудауставввьй кеввтет

СССР ао авяам ямвретений я открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень .% 31

Дата опубликования описания 23.08.81 (53) УЙК 536.53 (088.8) 1 .1

Л. M. Агалакова, Л. С. Домрачева, А. И. Фриц н Ф. А. Шаймарданов

Х I

1

) „3

1 i

Уфимский авиационный институт им. Серго Орджойикидзе ! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УГТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано в системах контроля нестационарных температур газовых потоков при испытаниях авиационных газотурбинных двигателей.

Известно устройство для измерения температуры нестационарных процессов, содержащее термопреобразователь, усилитель и блок коррекции (11.

Однако известное устройство не обладает требуемой точностью из-за погрешности, обусловленной измерением постоянной времени термопреобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому по

f5 технической сущности. является устройство для измерения температуры преимущественно газового потока газотурбинного двигателя, содержащее последовательно соединенные термо- . преобраэователь и усилитель, выход которого

20 подключен ко входу лиффереициатора и к первому входу сумматора, блок коррекции по температуре и. давлению газового потока на входе в двигатель (2).

Однако известное устройство не обладает требуемой точностью измерения из-за погрешности, обусловленной изменением постоянной времени термопреобразователя и несовершенством определения этого изменения.

Цель изобретения — повышение точности изменения нестацнонарной температуры при изменении постоянной времени термопреобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор пробных воздействий, блок временных команд, блок памяти, экстраполяции, вычитания, защиты от помех, блок деления и четыре ключа, управляющие входы которых подключены к выходу блока временных команд, вход котороr0 соединен с выходом генератора пробных воздейс-*вий, причем выход дифференциаторгсоединен с первыми входами блока вычитания и блока деления и через последовательно соединенные первый ключ и блок памяти подключен ко входам второго и третьего ключей, при этом выход второго ключа соединен с общей шиной, выход третьего ключа через

857743

В момент времени Ф=(+1)Ткомандой блока

15 временных команд закрывается первый ключ 5 и открывается третий ключ 8. Это 4 обеспечивает расчет в блоке 9 экстрополяции значения сигнала, экстрополируемого на момент времени 4 =(i+1)T+T . Вычисленный таким образом сигнал в последующие моменты времени.й+1Л"И®(1+1 Г+Т вычитаются в блоке 5О

10 вычитания из текущих значений выходного сигнала дифференциатора 3, представляющего сумму реакций на измеряемую теМпературу и пробное воздействие. В результате этого, в момент времени t = (Н4)Т+Т на выходе блока

10 вычитания имеется максимальное значение продифференцированной реакции термопреобразователя 1 на положительную часть пробного воздействия.

3 блок экстраполяции связан со вторым входом блока вычитаний, выход которого через четвертый ключ, блок защиты от помех и блок коррекции по температуре и давлению газового потока на входе в двигатель соединен со вторым входом блока деления, вы- . ход которого подключен ко второму входу сумматора, подключенного к выходу устройства.

На чертеже показана блок-схема предлагае- 10 мого устройства.

Устройство содержит термопреобразователь

1, усилитель 2, дифференциатор 3, сумматор

4, ключ 5, блок 6 памяти, второй ключ 7, третий ключ 8, блок 9 экстраполяции, блок 15

10 вычитания, четвертый ключ 11, блок 12 защиты от помех, блок 13 коррекции по температуре и давлению газового потока на ) входе в двигатель, блок 14 деления, блок

15 временных команд и генератор 16 проб- эп ных воздействий.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал термопреобразователя 1, представляющий сумму реакций на измеряемую температуру и пробное воздействие, в 25 любой момент времени усиливается усилителем 2 и поступает на дифференциатор 3 и первый вход сумматора 4.

В момент временит, =1Т+Т,+Т,где 1 фиксированное значение, командрй с блока

15 временных команд, работа .которого синхронизирована с работой генератора 16. пробных воздействий, закрываются второй ключ 7, третий ключ 8 и четвертый ключ 11 и открывается первый ключ 5. В результате этого за интервал времени gT+T4+ Т2 а (4+ ) т.е. в моменты отсутствия пробного воздействия, происходит запоминание в блоке 6 памяти сигнала, соответствующего реакции дифференциатора 3 на измеряемую темпера- 4О туру.

4.

В этот же момент времени1фл1)Т+Т„командой с блока 15 открываются второй ключ 7 и четвертый ключ 11, Вследствие этого блок

6 памяти подключается к общей шине и обнуляет свое значение, а сигнал с выхода блока 10 вычитания поступает на вход блока 12 защиты от помех, где он фильтруется от адди. тивной помехи. Работа блока 12 основана на анализе разности между текущим и предыдущим идентифицируемыми значениями и введении штрафа на знак этой разности. С выхода блока 12 защиты от помех сигнал поступает в блок 13 коррекции, где его значение корректируется по условиям полета и режима работы двигателя в соответствии с формулой где Р4 T — соответственно относительное

Х

1 значение давления и температу ры заторможенного потока воздуха на входе в двигатель;

f(p) — функция от частоты вращения ротора двигателя.

Скорректированный сигнал подается на второй вход блока 14 деления, где выступает в ка-честве делителя сигнала дифференциатора 3, поступающего на первый вход блока 14 деления, на выходе которого имеется сигнал = С

ЙТт .г dk где 1 — вычисленное значение постоянной

Т времени термопреобразователя;

Т вЂ” выходной сигнал термопреобразоТ вателя.

Полученный, таким образом, сигнал подается на второй вход сумматора 4. На выходе сумматора 4, являющимся вторым выходом устройства, в момент времени 4=(4+4)T+T< имеется значение измеряемой нестационарной температуры газового потока двигателя

I 1

Т"=Т +С т т й1

Дялее в момент времени $ (+Щ романдой с блока 15 вновь закрываются второй ключ 7, третий ключ 8 и четвертый ключ 11 и открывается первый ключ 5, тем самым осуществляется подготовка устройства к новому циклу работы, который начинается с запоминания в блоке 6 памяти сигнала, соответствующего реакции, дифференциатора 3 на измеряемую температуру, за интервал времени (3+1)T+T +T ф. (+2) Т.

85774

Устройство эффективно работает и в стационарном режиме, когда температура газового потока двигателя не изменяется илн изменяется весьма медленно. В нестационарном режиме предлагаемое устройство позволяет снизить погрешность измерения íà 10 o.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, пре- 10 имущественно газового потока газотурбинного двигателя, содержащее последовательно соединенные термопреобраэователь и усилитель, выход которого подключен ко входу дифференциатора и к первому входу сумматора, блок коррекции но температуре и давлению газового потока на входе в двигатель, о т л ич s ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения нестационарной температуры при изменении постоянной време; ур ни термопреобразователя, в него введены генератор пробных воздействий, блок времен. ных команд, блок памяти, блок экстрополяции, блок вычитания, блок защиты от помех, блок деления и ключи, управляющие входы которых подключены к выходу блока временных команд, вход которого соединен с выходом генератора пробных воздействий, з ;2 подключенным также к выходу устройства, а выход дифференциатора соединен с первыми входами блока вычитания и блока деления и через последовательно соединенные ключ и блок памяти подключен ко входам второго и третьего ключей, при этом выход второго ключа соединен с общей шиной, а выход третьего ключа через блок экстрополяции — со вторым входом блока вычитания, выход которого через соединенные последовательно четвертый ключ, блок зашиты от помех и блок коррекции по температуре и давлении газового потока на входе в двигатель соединен со вторым входом блока деления, выход которого подключен ко второму входу сумматора, подключенного к выходу устройства.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 11 384027. кл. 6 01 К 7/14, 1971.

2. Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов.

Под ред. А. А. Шевякова, М., "Машинострое. ние", 1976, с. 244 — 246 (ппототип1.