Спосіб коригування вихідного сигналу сенсора при вимірюванні тиску в умовах швидкозмінного термовпливу

Реферат: Спосіб коригування вихідного сигналу сенсора при вимірюванні тиску в умовах швидкозмінного термовпливу належить до галузі вимірювальної техніки і може бути використаний при вимірюванні тиску середовищ зі змінною температурою, наприклад в таких галузях як теплоенергетика, енерготранспортування та енергооблік, аерокосмічна промисловість, двигунобудування. Спосіб полягає у визначенні перехідної термопружної функції сенсора, яка є його вихідним сигналом при одиничному термоударі, вимірюванні температури ззовні сенсора, визначенні додаткової складової вихідного сигналу сенсора породжену термовпливом за формулою та коригуванні реального вихідного сигнала сенсора за визначеною формулою. Технічним результатом є суттєве підвищення точності вимірювання тиску в умовах швидкозмінного термовпливу. UA 115572 C2 (12) UA 115572 C2 UA 115572 C2 5 10 15 Винахід належить до галузі вимірювальної техніки і може бути використаний при вимірюванні тиску середовищ зі змінною температурою, наприклад в таких галузях як теплоенергетика, енерготранспортування та енергооблік, аерокосмічна промисловість, двигунобудування. Найбільш близьким є спосіб вимірювання тиску [Спосіб вимірювання тиску середовища з нестаціонарною температурою. Патент України № 85108, Бюл. № 24, 2008], який полягає у перетворенні тиску середовища у прогин мембрани, вимірюванні прогину мембрани, що є вихідним сигналом, вимірюванні різниці температур ззовні мембрани і на її внутрішній стороні, коригуванні вихідного сигналу відповідно до цієї різниці температур. Однак відомий спосіб має низьку точність при вимірюванні тиску середовища в умовах швидкозмінного термовпливу, оскільки потребує абсолютної синхронності вимірювання температури на сторонах мембрани, що в реальних умовах забезпечити неможливо. В основу винаходу поставлено задачу створення такого способу коригування вихідного сигналу сенсора при вимірюванні тиску в умовах швидкозмінного термовпливу, який би дозволяв підвищити точність вимірювання. Поставлена задача вирішується тим, що у способі коригування вихідного сигналу сенсора при вимірюванні тиску в умовах швидкозмінного термовпливу, який полягає у вимірюванні температури ззовні сенсора, згідно з винаходом, визначають перехідну термопружну функцію   20 сенсора h t, T 0 , яка є його вихідним сигналом при одиничному термоударі, визначають додаткову складову вихідного сигналу сенсора породжену термовпливом за формулою   t  t    g t, T 0 T 0 0 t dt ,     0 де g t, T 0  h t, T імпульсна перехідна термопружна функція; T 0 t  - виміряне значення t температури ззовні сенсора, t - час; коригують вихідний сигнал сенсора, як     де pt, T  - реальний вихідний сигнал сенсора. t pt   p t, T 0   g t, T 0 T 0 t dt , 0 25 30 0 Відомо [Тихан М.А. Датчики переменного давления для систем управления с нестационарными термовлияниями. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Пенза, 1995. - 14 с], що при дії температури на сенсор утворюється вихідний сигнал, який є наслідком термомеханічних явищ у конструкційних елементах сенсора. Тобто сенсор тиску при дії температури працює як певного роду термоперетворювач. Якщо ззовні сенсора миттєво встановлюється одинична температура T1  const  10 то   отриманий вихідний сигнал представлятиме собою перехідну термопружну функцію  t, T 0 .     35 0 Своєю чергою, вираз g t, T 0   t, T представлятиме імпульсну перехідну термопружну dt функцію. Тоді, користуючись теоремою Дюамеля [Карслоу Г. Теплопроводность твердых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. - М: Наука, 1964. - 488 с] маємо, що додатковий вихідний сигнал, який породить термовплив будь-якого часового характеру становитиме   t   0 t, T 0   g t, T 0 T 0 t dt . (1) 0 40 Тому для знаходження істинного значення вимірюваного тиску необхідно вихідний сигнал   сенсора p t, T 0 скоригувати на значення (1)     t pt   p t, T 0   g t, T 0 T 0 t dt (2) 0 1 UA 115572 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Спосіб коригування вихідного сигналу сенсора при вимірюванні тиску в умовах швидкозмінного термовпливу, який полягає у вимірюванні температури ззовні сенсора, який відрізняється тим, що вимірюють вихідний сигнал сенсора при одиничному термоударі, що являє собою перехідну термопружну функцію сенсора ht, T° , визначають додаткову складову вихідного сигналу сенсора породжену термовпливом за формулою: t  t    gt, T°T°t dt , 0 ht, T° g(t, T°) - імпульсна перехідна термопружна функція, dt T°(t) - виміряне значення температури ззовні сенсора, t - час, змінюють вихідний сигнал сенсора як де gt, T°  10 , де p(t, Tº) - реальний вихідний сигнал сенсора. 15 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2