Устройство для регулирования температуры Советский патент 1983 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для построени автоматических регуляторов температуры в различных -технологических установках и термостатах. Известно устройство для регулирования температуры, содержащее тер мопару, усилитель, задатчик темпера туры и коммутатор силовых цепей нагревателя fl . Недостатком устройства является то, что в нем производится непосред ственное сравнение потенциала термо пары с потенциалом згщатчика температуры, вследствие чего снижается точноеть регулирования температуры из-за влияния изменения температуры холодных спаев термопары. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для регулирования температуры, содержащее термопару, температурно-зависимый делитель напряжения, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, усилитель, нуль-орган и коммутатор сил вых цепей нагревателя. В устройстве потенциал термопары сравнивается с потенциалом на выходе делителя напряжения, коэффициент деления которого зависит от температуры и выбра таким, что егоI изменения компенсируют изменения ЭДС термопары за сче нестабильности температуры ее холодных спаев 12 . Однако устройство отличается недостаточно высокой точностью регули рования, что связано с дрейфом нуля усилителя и нестабильностью коэффициента его усиления с изменением температуры, термостатирование усилителя нежелательно значительного, роста сложности и габаритов ус ройства. . Цель изобретения - повышение точ ности устройства. . Для достижения поставленной цели устройство для регулирования температуры, содержащее термопару, термочувствительный делитель напряжения, коммутатор -силовых цепей нагревателя подключенные к источнику стабилизиро ванного напряжения и соединенные последовательно усилитель и нуль-орган содержит разделительный конденсатор, включенный между выходом усилителя и входом нуль-органа фазовый детектор, генератор импульсов и подключенные к его выходу первый ключевой элемент и соединенные последовательно инвертор и второй ключевой элемент, ко второму входу которого подключена термопара, а к выходу вход усилителя и выход первого ключевого элемента, подключенного входом к средней точке термочувствитель ного делителя, причем первый вход фазового детектора связан с выходом генератора импульсов, второй вход с выходом Н5 ль-органа, а выход с коммутатором силовых цепей нагревателя. На чертеже представлена структурная схема устройства для регулирования температуры. Устройства содержит термопару 1, подключенную через первый 2 ключевой элемент ко входу усилителя 3, термочувствительный делитель 4 напряжения, подключенный к источнику .5 стабилизированного напряжения. , Выход делителя напряжения 4 через второй б ключевой элемент соединен с входом усилителя 3, выход которого через разделительный конденсатор 7 соединен со входом нуль-органа 8. Выход нуль-органа 8 подключен ко второму входу фазового детектора 9, первый вход которого соединен с выходом генератора 10, с.первым входом второго б ключ-евого элемента и че- рез инвертор 11 с первым входом первого 2 ключевого элемента. Выход фазового детектора 9 подключен к коммутатору 12 силовых цепей нагревателя., Устройство работает следующим образом. Генератор 10 попеременно откры- . вает элементы 2 и б, через которые ко входу усилителя 3 поочередно подключаются выход термопары 1 и выход делителя напряжения 4, потенциал которого определяет требуемое значе-. ние температуры. В результате на входе усилителя 3 образуется переменное напряжение прямоугольной .формы, верхний уровень которого равен пороговому напряжению, а нижний г- ЭДС термопары 1. При зменеп я температуры холодных спаев термопары 1 изменяется ее ЭДС, при этом на такую же величину изменяется и напряжение порога, снимаемое с делителя напряжения 4., так что амплитуда переменного напряжения на входе усилителя 3 остается постоянной. С увеличением температуры горячегЬ спая термопары 1 ее ЭДС « растет, а амплитуда переменного напряжения уменьшается до тех пор, пока ЭДС термопары не станет равной пороговому напряжению, а затем-начинает расти, но фаза его изменяется на противоположную. Усилитель 3 усиливает входной сигнал, который через разделительный конденсатор 7 поступает на вход нуль-органа 8. Разде гительный конденсатор 7 отделяет сигнал от постоя 1ной составляющей, тем самым исключает влияние дрейфа, нуля усилителя 3. Нуль-орган8 преобразует сигнал к стандартному напряжению прямоугольной формы и постоянной амплитуды, фаза которого изменяется на противоположную в момент, когда ЭДС термопары 1 превьашает напряжение порога. Сигнал с выхода нуль-органа 8 поступает на вход фазового детектора 9, на-второй вход которого подается сигнал генератора 10, Фазовый детектор 9 может быть выполнен в виде схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Сигнал с выхода фазового детек тора 9, равный логическсму нулю при совпадении сигналов на его входах

по фазе и равный логической единице при про ивофазных сигналах на

1входах, поступает на коммутатор 12 силфвых цепей нагревателя, который,, включая и выключая нагреватель (на чертеже не показан ), поддерживает

заданную температуру в точке размещения термопары 1. Коммутатор 12 может бытьвыполнен в виде реле, контактора или полупроводникового уст-, ройства. .

Наличие в устройстве для регулирования температуры ключевых элементов, управляемых генератором, разделительного конденсатора и фазового детектора позволяет, повысить точ0ность регулирования, так как на вы- ходе усилителя исключается влияние дрейфа нуля усилителя, Использова ние изобретения дает возможность за счет повышения точности регулиро5вания уменьшить мощность нагревателя на 7...9%,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА- НИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопару, термочувствительный делитель ; напряжения, коммутатор силовых цепей нагревателя, подцслюченныё к источнику стабилизированного напряже- , НИЯ и соединенные последовательно ус йлитель и нуль-орган,- отличающееся тем, что, с целью по-, вышения точности, устройство содержит фазовый детектор, разделительный конденсатор, включенный между выходом усилителя и входом нуль-ор гана, генератор импульсов и подключенные к его выходу первый ключевой элемент и последовательно соединенные инвертор и второй ключевой эле-, мент, ко второму входу которого подключена термопара, а к выходу - вход усилителя и выход первого ключевого элемента, подключенного входом к средней точке термочувствительного делителя, причем первый вход фазовоS го детектора связан с выходом генератора импульсов, второй вход - с (Л выходом нуль-органа, а выход - с коммутатором силовых цепей нагревателя.