[发明专利]用于处理由传感器递送的温度测量信号的方法和系统

说明书

根据本发明的用于处理由传感器递送的温度测量信号T1的方法包括步骤：‑使用建模信号T2对传感器所测量的温度进行数字建模(E20)；‑基于建模信号T2并基于通过对建模信号进行滤波而获取的信号T3来估计(E40)针对所述传感器的滞后误差信号，所述滤波通过传感器的时间常数(τ)的估计值而被参数化；该方法还包括通过向从测量信号T1导出的信号T4加上实参数K与从建模信号T2减去信号T4而产生的信号的乘积来获取(E50)温度信号，在获取(E50)温度信号期间施加的参数K的值随时间变化并且取决于所估计的滞后误差信号的值，所述参数K的值在滞后误差信号的值为零时被取为等于0，而在滞后误差信号的绝对值大于预定阈值时被取为等于1。

背景技术

本发明涉及使用传感器和参数(诸如例如流体温度)进行测量的一般领域。

更特别地，它涉及对由温度传感器递送的测量信号的处理。

因此，本发明在航空领域，并且特别在用于控制航空器发动机(诸如喷气式发动机)的系统的领域中具有优选但非限制的应用。

以已知的方式，有必要调节喷气式发动机的控制并使之适应飞行的各种约束，以测量通过喷气式发动机的各种气流的温度(这些温度被称为流路温度)。为此，使用定位在气流流路的不同位置的温度传感器，诸如探头或热电偶。

这些温度传感器在进行测量时通常受到一定惯性的影响，该惯性特定于每个传感器并且特别地取决于该传感器的重量(或尺寸)。该惯性表现为传感器进行测量的时刻与由传感器递送的信号的值等于对该测量的理想响应的值的时刻之间的时间偏移。这被称为测量的“滞后效应”。这种效应可能由于喷气式发动机的不适当的控制而导致喷气式发动机的故障，特别是在气流温度快速变化的情况下，滞后效应对于这种情况来说特别明显。

为了消除此缺点而存在一种技术，该技术通过补偿由该传感器的惯性引起的滞后效应而使得有可能校正由温度传感器递送的测量信号。例如在文献US 5,080,496中以及在文献WO 2010/067009中描述了这种技术。

通常，这些技术首先基于由传感器测量的温度的数字建模(也被称为动态测量模型)，该模型可以很好地代表在温度变化过程中的相对偏差；其次基于传感器惯性的数字模型，该数字模型使用通过该传感器的时间常数的估计而参数化的滤波器。以本身已知的方式，测量传感器的时间常数表征其响应时间，即其惯性。基于所测量的温度的数字模型并且基于传感器惯性的模型，有可能确定用于对因传感器惯性引起的滞后效应进行补偿的信号，并且有可能通过向由传感器递送的测量信号添加补偿信号来校正该测量信号。

文献US 5,080,496使用固定图表来估计传感器的时间常数，该固定图表根据传感器所处流体的流动的流速来指示时间常数的平均值。

这种图表是针对预定的响应时间曲线和条件来绘制的，并且没有考虑到一个温度传感器相对于另一个温度传感器的惯性分散。然而，当前的制造技术无法廉价地制造遵循弱分散的响应时间曲线的、用于控制喷气式发动机的温度传感器。因此，难以获取适合所考虑的不同温度传感器的图表。当集成到喷气式发动机中的传感器的时间常数与这些图表给出的值差异显著时，就发现了许多问题。

此外，为了从这种图表获取对时间常数的估计，有必要预先估计传感器所处的流体的流速。因此，有必要在喷气式发动机上实现附加的估计器，这致使测量的校正更加的复杂。

为了减轻这些缺点，文献WO2010/067009提出基于由传感器递送的测量信号并基于代表由传感器测量的温度的建模信号，实时估计所考虑的具体传感器的时间常数。然后，该时间常数的估计值被用来校正传感器递送的测量信号。然后，该时间常数的估计值被用来校正由传感器递送的测量信号(即，对滞后效应进行补偿)。因此，无论温度传感器的惯性如何，对测量信号所做的校正均适用于所使用的温度传感器。因此，使用其各自的时间常数表现出相当大的分散性并且可能很高的温度传感器是可能的。这使得有可能依靠机械上更坚固且更便宜的温度传感器。

发明内容