Устройство для исследования характеристикгАзОТуРбиННыХ дВигАТЕлЕй Советский патент 1981 года по МПК G07C11/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам первого уровня сбора и обработки информа ции в многоуровневых АСУТП, используемым при автоматизации исследований характеристик газотурбинных дви гателей, при автоматизации отладки параметров двигателей и топливорегу лирующей аппаратуры в процессе стен довых испытаний и т.д. Известно устройство, содержащее датчики, коммутатор, блок управления, блок задания временных интервалов PQ . Однако это устройство характеризуется недостаточной надежностью в расширенном диапазоне температур. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержсццее датчики, ком мутаторы, элемент И, блок управления, узел задания временных интерва лов, память счетчик параметров, -делитель, узел элементов И, блок.инди кации 2 . . Недостатками известного устройст являются пониженная надежность в ра ширенном диапазоне температур и недостаточная точность. . Цель изобретения - повьоленио надежности и точности устройстпа. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для исследования характеристик газотурбинных двигателей, содержащее группу датчиков, выходы которых через первый коммутатор соединены с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом узла задания времени измерения, первыми входами блока индикации, второго коммутатора и блока управления, второй вход и первый выход которого соединены соответственно с первым входом устройства и входом узла задания времени измерения, первый выход второго коммутатора соединен с управляющими входами первого коммутатора, первую память,, первый выход которой соединен с первыми входами первого делителя и счетчика участков, выходы которого через вторую память соединены с входами первого узла элементов И, выход первого делителя соединен со вторым входом счетчика участков , один из выходов которого через- триггер соединен с первым вхо- . дом второго элемента И, группа выходов первого делителя через последовательно соединенные первый узел элементов И, первый элемент ИЛИ и второй элемент И соединен с первым входом счетчика параметров, выход которого соединен со вторым входом блока индикации, введены датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь, второй делитель, сумматор, счетчик, два узла элементов,элмент И,формирователь,два элемента И причем выход датчика температур черрез последовательно соединенные аналого-цифровой: преобразователь и второй делитель соединен с первым входом второго эле1 1ентов И, выход которого через второй элемент ИЛИ соединен с входом счетчика, выход которого и выход счетчика параметров через третий элемент И соединен со входом формирователя, выход которого соединен с управляющими входами счетчика параметров и счетчика, выход первого элемента И соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен со вторым входом первого делителя, выходы которого и второй выход первой памяти через третий узел элементов И соединены с входом третьего элемента ИЛИ, выход которого и второй вход устройства соединены с соответствующими входами сумматора, третий выход первой памяти соединен со вторы входом первого узла элементов И, второй выход второго коммутатора содинен со входами первой и второй памятей, второй выход блока управления -соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 температуры, датчики 2, коммутаторы 3 4, блок 5 управления, памяти 6 и 7 сумматор 8, аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 индикации, узел 11 задания времени измерения, делители 12 и 13, счетчик 14, счетчик 15 участков, .счетчик 16 параметров, триггер 17, узлы 18-20 элементов И, элементы ИЛИ 21-23, элементы И 24-26, формирователь 27, блок 28 печати, блок 29 перфорации, блок 30 вывода.

Устройство работает следующим образом.

По команде Пуск блок 5 вьвдает сигнал, запускающий аналого-цифровой преобразователь 9, с выхода которого пачка импульсов величиной N f(jt; поступает на вход делителя 12 и умножается на масштабирующее число, код которого установлен на другом его входе. С выхода элемента ИЛИ 22 число импульсов Д N равное

4 N;( N 4 поступает на вход счетчика 14. На

этом первый такт работы устройства заканчивается, а в счетчике 14 фиксируется число, равное смещению нулевой частоты датчика по отношению к нулевой частоте того же датчика пр наибольшей окружающей температуре, принятой равной для всех датчиков.

Во втором такте из блока 5 на узел 11 поступает сигнал, в результате чего на его выходе формируется потенциал калиброванной длительности, величина которой определяется исходя из времени, обеспечивающего требуемую точность и осреднени§ пульсаций. При отпирании элемента .И 24 на вход сумматора 8 поступают импульсы с выхода одного из датчиков 2. С этого момента времени осуществляется отрезка нулевого уровня, соответству ющего наибольшей окружающей температуре, в резу/тьтате чего линеаризуемая характеристика смещается влево, в начало координат. При поступлении на выход сумматора 8 числа импульсов, равного Мро-Р (где Нр- численное значение нулевой частоты i-датчика при наибольшей окружающей температуре, F - значение частоты на выходе датчика), делитель 13 и счетчик 15 переполня1отся, триггер 17 устанавливается в единичное состояние, при котором отпирается элемент И 25. С этого момента заканчивается отрезка нулевого уровня (смещение линеаризуемой характеристики влево) и начинается отработка характеристики датчика методом кусочно-линейной аппроксимации. В . момент поступления на вход счетчика 16 числа импульсов, равного л N , соответствующего разности нулевых частот i датчика при наибольшей и текущей окружающей температуре,, на выход элемента И 26 поступает сигнал, запускающий формирователь 17. Импульсом, поступающим с выхода формирователя 27, устанавливаются в ноль счетчики 14 и 16, в результате чего осуществляется учет температурнго дрейфа характеристики i датчика. В момент окончания интервала времени измерения запирается элемент И 24, код измеренного и линеаризо- . ванного значения параметра, а также двоичный код его номера записываются в -блоки 28-30. Кроме того, код параметра записывается в блок 10. Перепад/ соответствующий окончанию времени измерения, поступает на вход коммутатора 4, в результате чего осуществляется подключение очередного i +1 датчика, происходит установка новых значений чисел на выходах памяти .6, а затем осуществляется. пуск аналого-цифрового преобразователя 9 и узла 11, т.е. осуществляется очередной процесс измерения. При .аппроксимации градуировочной характеристики датчика расчетное зн чение угловых коэффициентов участко аппроксимации оказывается равным дробному числу, величина которого должна варьироваться в некоторых пределах: при уменьшение времени измерения для сохранения разрешающей способности необходимо увеличивать дробное значение углового коэффициента, а при увеличении времен измерения - уменьшать , т.е. возникает необходимость масштабирования частоты датчика с помощью операций множительного и делительного типа с помощью кодоуправляемых делителей или умножителей. В устройстве необходимое масштабирование частотных сигналов датчиков осуществляется без использования отдельных устройств при введении сумматора 8, включенного через элемент ИЛИ 23. В зависимости от выбранного вре- мени измерения на соответствующем входе устройства фиксируется единич ный потенциал, устанавливающий режим сложения, в ре зультате чего, мас штабный коэффициент становится равным - число импульсов на выходе и входе сум матора 8, BblX/N йЫХ NOC Поскольку коэффициент передачи в це пи обратной связи на выходе элемента ИЛИ 23 равен « „, N/,2, где 2 .- разрядность числа К,.л N - число на соответствующем выходе памяти 6, то К дд равен где N - дополнительныйКОД числа N, т.е. масштабный коэффициент.пред ставлен дробным числом, большим единицы. Поскольку коэффициент пере дачи делителя 13 на выходе элемента ИЛИ 21 равен. Кп N Bbixf N вл где NQ. - число импульсов на выход элемента ИЛИ 21; g - число импульсов на входе сумматора 8, то К,Км-./2 где N - очередное число на выходе памяти 7, а 2 - разрядность числа Ny,. То есть угловые коэффициенты линеаризующей схемы на каждом из участк аппроксимации списываютсядробным коэффициентом, причем его масштабирующая составляющая обеспечивает ум ножение выходной число-импульсной последовательности при значительной искретности изменения масштабируюего коэффициента. Кроме того,.осуёствлённое в устройстве масштабирование сигналов датчиков характеризуется более равномерным распредеением импульсов в масштабированной последовательности, чем распределение импульсов при распространенном пачечном умножении, что уменьшает составляющую методической погрешности, обусловленную Неравномерностью следования импульсов. При нулевом сигнале на соответствующем входе уст Аойства сумматор 8 устанавливается в режим вычитания, при котором суммарный коэффициент передачи делителя 12 с учетом вышеизложенных рассуждений равен J 1 N, М jri 2 откуда видно, чтомасштабирующий коэффициент по величине меньше единицы и обеспечивает дробные значения угловых коэффициентов при уменьшенной неравномерности следования импульсов. Сравнение предложенного устройства с известным показывает, что оно отличается повышенной надежностью и точностью за счет возможности учета температурного дрейфа характеристик датчиков, а также за счет реализации дробных значений угловых .коэффициентов аппроксимирующих отрезков воспроизводимых характеристик. Формула изобретения Устройство для исследования характеристик газотурбинных двигателей, содержащее группу датчиков, выходы которых через первый коммутатор соединены с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом узла задания времени измерения, первыми входами блока индикации, второго коммутатора и блока управления, второй вход и первый йыход которого соединены соответственно с первым входом устройства и входом узла задания времени измерения, первый выход второго коммутатора соединен с управляющими входами первого коммутатора, первую память, первый выход которой соединен с первыми входами первого делителя и счетчика участков, выходы которого через вторую память соединены с входами первого узла элементов И, выход первого делителя соединен со вторым входом счетчика участков, один из выходов которого через триггер соединен с первым входом второго элемента И, группа выходов первого делителя через последовательнр соединенные первый узел элементов И, первый элемент ИЛИ и второй элемент И соединен с первым входом счетчика параметров, выход которого соединен со вторым

входом блока индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности, в него введены датчик температуры аналого-цифровой преобразователь, второй делитель, сумматор, счетчик два узла элементов И, элемент И, формирователь, два элемента ИЛИ, причем выход датчика температур через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и второй делитель соединен с первым входом второго узла элементов И, выход которого через второй элемен ИЛИ соединен с входом счетчика, выход которого и выход счетчика параметров через третий элемент И соединен со входом формирователя, выход которого соединен с управляющими входами счетчика параметров и счетчика, выход первого элемента И соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен со вторым входом первого делител,я, выходы которого и второй выход первой памяти через третий узел элементов И соединены с входом третьего элемента ИЛИ, выход которого и второй вход устройства соединены с соответствующими входами сумматора, третий выход первой памяти соединен со вторым входом первого узла элементов И, второй выход второго коммутатора соединен со входё1ми первой и второй памятей, второй выход блока,управления соединён с управляющим входом аналогоцифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Новопашенный Г.Н. Информацион,но-измерительные системы. М., Выс,шая школа, 1977, 89 (прототип).