Устройство для измерения температуры газового потока Советский патент 1982 года по МПК G01K7/14 G01K13/02 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА

1

Изобретейие относится к термомет рии и может быть использовано при измерении температуры воздуха или газов газотурбинных двигателей.

По основному авт. СЁ. № 8879 3 известно устройство для измерения температуры газового потока, содержащее т.ермодатчик с ; усилителем, выход которого подключен к входу сумматора, через дифференцирующий блок- ю к входу блока перемножения и через первый фильтр-преобразователь - к входу вычислителя, датчик давления с усилителем, соединенный через второй фильтр-преобразователь с вторым ts входом вычислителя, выход которого подключен к второму входу блока перемножения, соединенного свторым входом сумматора Р

Однако это устройство имеет погрешность, обусловленную отсутствием коррекции по постоянной времени датчика давяения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры газового потока дополнительно введены соединенные последовательно дифференцирующий блок, блок умножения и сумматор, а также задатчик постоянной времени, выход которого соединен с одним из входов дополнительного блока умножения, причем выход датчика давления с усилителем соединен с входом дополнительного дифференцирующего блока и с вторым входом дополнительного сумматора, а выход последнего соединен с входом второго фильтра-преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит термодатчик 1 с усилителем, датчик 2 давления с усилителем, дифференцирующие блоки 3 и i, блоки 5 и 6 перемножения, сумматоры 7 и 8, фильтры-преобразователи 9 и 10, вычислитель 11, задатчик 12 постоянной времени. Термодатчик t с усилителем подсо динен к первому входу сумматора 7, через дифференцирующий блок 3 к первому входу блока 5 перемножения и через первый фильтр-преобразователь 9 - к первому входу вычислителя 11. Датчик 2 давления с усилителем подключен последовательно через дифференцируюсций блок 3 и блок 5 перемножения к первому входу сумматора 8, второй вход которого подключен к выходу датчика 2, а выход - через фильтр-преобразователь 10 к второму входу вычислителя 11. Задатчик постоянной времени подключен к в горому входу блока 6 перемно жения . При изменении во времени парамет ров газового потока температура измеряется термодатчиком 1, а даапени рабочего тела - датчиком 2. Измеренный сигнал давления рабочего тел поступает на сумматор 8, где суммируется с сигналом производной от этого давления, полученным в дифференцирующем блоке k. Этот сигнал ..умножается в блоке 6 на величину по стоянной времени датчика давления, которая поступает из задатчика 12. Сигналы из сумматора 8 и термодатчи ка 1 соответственно через фильтры-п образов атели 10 и 9 поступают на вх вычислителя П. В нем определяется постоянная времени термодатчика, ве ли «1на которой в блоке 5 умножается на производную выходного сигнала термодатчика 1, полученную в дифференцирую1чем блоке 3. На выходе сумматора 7 сигнал температуры газо вого потока образуется путем суммирования сигнала от термодатчика 1 с сигналом, полученным в блоке 5 умно жения. Вычисление постоянной времени термодатчика осуществляется следующим образом. Давление и температура в одном сечении газотурбинного двигателя из I меня1ртся одновременно. При этом постоянная времени датчика давления н порядок меньше постоянной времени термодатчика. Кроме того, в отличие от последней постоянная времени дат чика давления не зависит от изменения параметров газового потока. Поэтому сигнал, давления рабочего тела 9 с выхода сумматора « является входным, а измеренная температура теродатчиком 1 - выходным параметрами, характеризующими динамические свойства термодатчика 1. В цепи коррекции инерционности датчика давления, включающей диференцирующий блок 4, блок 6 умножения, задатчик 12 постоянной времени и сумматор 8, образуется сигнал, соответствующий входному воздействию давления. Фильтры-преобразователи 9 и 10 представляют собой цепочку инерционных звеньев и имеют передаточную функцию вида FCP)- , V СТрИ) где р - оператор дифференцирования; Т - постоянная эремени инерционного звена; сС число инерционных звеньев в фильтре. Линейные комбинации сигналов на выходах фильтров-преобразователей 9 и 10 позволяют получить сигналы, связанные с динамическими параметрами идентифицируемого термодатчика 1 соотношением -lL4 - i bolUp(i) (1) где - указывает на то, что заключенная в нИх функция фильтруется d раз фильтром с передаточной функцией dp+ir ; искомая постоянная времени термодатчика; напряжение, снимаемое с усилителя термодатчика 1; время; Up коэффициент передачи; Up(t) - напряжение, снимаемое с выхода сумматора 8 и пропорциональное давлению газового потока. Выражение t1) представляет собой линейное алгебраическое уравнение относительно неизвестных параметров TQJH bo . , Искомый параметр TQ, на основе рекуррентных соотношений определяется вычислителем 11. Исследованием установлено, что использование предлагаемого устройства для измерения температуры газового потока позволяет снизить погрешность в определении постоянной времени термодатчика, а следовательно, и динамическую погрешность измерения температуры газового потока по сравнению с известным устройством до 2,5-9,5. Формула изобретения Устройство для измерения температуры газового потока по авт. св. № , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство дополнительно введены соединенные после довательно дифференцирующий блок, блок умножения и сумматор, а также « задатчик постоянной времени, выход которого соединен с одним из входов дополнительного блока умножения, причем выход датчика давления с усилителем соединен с входом дополнительного дифференцирующего блока и с вторым входом дополнительного сумматора, а выход последнего сое.динен с входом второго фильтра-преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 8879«3, кл. G 01 К //И, I8.0,8f (прототип).

-и