[发明专利]一种控制探针自动跟踪系统零点漂移的修正方法

说明书

本申请涉及一种控制探针自动跟踪系统零点漂移的修正方法，所述修正方法包括：把具有第一探针和第二探针的复合探针放置在未知流场中，获取第二探针中的P1、P3和P2的压力参数；根据压力参数P₁‑P₃在某个时段的平均值是否大于设定的阈值，判定是否计算偏移量K_β；若平均值大于设定的阈值，则计算偏移量K_β；根据偏移量K_β与气流角的关系判断修正量的趋势，所述趋势包括递增或递减，求解未知零点基准值修正量直到监测到压力参数P₁‑P₃在某个时段的平均值回到设定的阈值范围内使得‑γ≤K_β≤γ，完成探针平衡点得到修复，若偏移量K_β大于|γ|，则继续递增或递减，直至‑γ≤K_β≤γ，其中，γ为平衡点偏移的最小设定范围。本申请可以实现平衡点自动跟踪和补偿。

技术领域

本申请属于探针测量技术领域，特别涉及一种控制探针自动跟踪系统零点漂移的修正方法。

背景技术

零点漂移是指在直接耦合放大电路中，当输入端无信号时，输出端的电压偏离初始值而上下漂动的现象。对于探针自动跟踪系统，在有控制信号输入时，控制电机就转动；没有控制信号，控制电机就停止，假如在没有控制信号输入时，电机发生了转动，那么控制系统就产生零点漂移。零点漂移产生的原因是受温度变化和环境电压不稳定等原因造成的。

压力变送器由于温度变化或其它原因会导致压力变送器检测的基准零点发生变化，偏离零点的位置，进而产生压力变送器的零点漂移。

探针自动跟踪系统，它是由受感部(压力探针)、压力变送器、信号处理系统、伺服系统和位移机构组成，其性质是负反馈控制系统；探针自动跟踪系统的执行元件是交流伺服电机，由它驱动位移机构拖动探针测量；测量装置包含压力探针、压力变送器和模拟量采集模块；压力探针是用于感受流场信息和引压的作用，对自动对向用的压力探针是有严格要求的，在结构上要求压力探针头部在探针的旋转轴线上(见图1)，这样就能保证探针在对向测量过程中，无论探针如何旋转，压力探针测点都不会偏离测量截面；探针自动跟踪系统的被控量是探针方向测孔的压差信号与基准零点值的差值，当探针方向测孔的压差信号大于基准零点值时，探针自动跟踪系统让伺服电机旋转拖动探针向探针方向测孔的压差信号小基准零点值的方向发展，反之亦然，构成负反馈控制逻辑关系。

由于探针自动跟踪系统是由压力变送器和仪表等部件组成，传统的仪表中元件受温度及电源波动等因素的影响，都会产生零点的漂移和满量程的改变，而在探针自动跟踪控制系统中，差压变送器是感受探针方向测孔压力变化的电子元件，其本身就存在着温漂和时漂，这种温漂和时漂，会导致差压变送器在静态工作时采集测量值与差压变送器基准零点值有个偏差，当偏差超出不灵敏区范围后，系统打破了原有的平衡，造成拖动探针的电机转动，在有气流的作用下产生了新的平衡，这种产生了新的平衡物理现象是在有气流作用下产生探针偏头对向，如图2所示。图2是探针感受气流压力下的系统零点不漂移的工作状态，系统的被控量是差压变送器模拟信号与零点基准信号的比较差值，当差压变送器没漂移时，探针控制的平衡点就是零点基准信号值，其物理现象就是探针气动轴线和气流一致，被控量并在零点基准信号值左右有个小幅波动；图3是探针感受气流压力下的系统零点漂移的工作状态，当差压变送器产生漂移时，探针在气流作用下系统控制的平衡点发生了改变，既偏离了零点基准信号值，平衡点的改变量就是就是差压变送器产生的漂移量与零点基准信号的和。假如在没有气流作用下，因漂移产生的物理现象就是控制电机发生转动，转动的方向取决与漂移向大还是向小，因此无法建立平衡点；在有气流作用下，控制系统在漂移的基础上建立了新的平衡点，其物理现象如图3所示，探针的轴线与气流方向会有个夹角，导至探针在测量过程中偏头对向，这个物理现象会影响到探针测量流体的精度。