Устройство для регулирования температуры Советский патент 1984 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к ралиоэлектронным устройствам и может быть использовано для програкмного регулирования температуры различных объектов. Известно устройство для регулиро вания температуры, в котором регули рующее воздействие при нагреве и ох лаждении формируется на основе разности сигнала задания ,и сигнала обратной связи по скорости изменения температуры, определяемой по разности сигналов двух термодатчико с различной тепловой инерцией. Вели чина и направление скорости изменения тетотературы определяется уровне и полярностью сигнала задания. В ре жиме стабилизации температуры на за данном уровне регулирования осущест вляется непосредственно по сигналу термодатчика, а обратная связь по скорости изменения температуры отключается til. Недостатке этого устройства является наличие двух термодатчиков с различной тепловой инерцией, что ограничивает возможность его применения. Кроме того, KONMyTaTop при переходе из режима нагрева в режим стабилизации автоматически переключает устройство с регулирования по скорости на регулирование по температуре объекта, что приводит к возникновению тепловых переходные процессов. Наиболее 0лизким к изобретению по технической сущности является ус ройство, для программного регулирова ния температуры, содержащее нагреватель, те{Ч4очувстаительный элемент являю1цийся элементом термочувствительного моста, пироэлект1жческий датчик с охватыв цо1дей его омической обмоткой, дифференциальный усилитель, индикатор, преобразователь ток-частоТа, интегратор, датчик ско рости изменения температуры, элемен сравнения, формирователь импульсов и тнристорШ11й исполнителыолй элемент. В этом устройстве пироэлектричес кий датчик является преобразователем скорости изменения температуры в электрический сигнал на обкладках электродов, установленных перпендик лярно вектору поляризации С21. Однако в известном устройстве пиpoэJ1eктpичecкий датчик располагается вне те1 «остатируемйго объекта, что тревует преобразования измене-г ния температуры этого объекта в изменение выходнохчэ напряжения термочувствительного моста, а его, в свою очередь, в изменение температуры пироэлектрического датчика, что- приводит к снижению надежности и быстродействия устройства и ограничению диапазона изменения скорости. Включение в выходную диагональ термочувствительного моста омйчес-коП обмотки для подогрева пироэлектрического датчика требует высокой мощности источника переменного напряжения, питакяцего мост, что ограничивает возможность применения многих типов термодатчиков вследствие их саморазогрева. Кроме того, недостатком известного устройства является и фазовый метод регулирования величины угла включения тиристора, что создает большой уровень радиоп(л«1ех. Целью изобретения является повышение надежности устройства и расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры, содержащее послеДовательно соединенные термочувствительный 4ост, дифференцисшьный усилитель и модулятор ширины импульсов, к второму входу которого подключен генератор пилообразного напряжения, последовательно соединенные задатчик скорости изменения температуцял, элемент сравнения, формирователь импульсов и тиристорный Исполнительный элемент, через который нагреватель подключен к источнику питания, введены элемент и и диФференцирую1ф1й усилитель, входом подключенный к каходной диагонали термочувствительного моста, а выходом - к вторс у входу элемента сравнения, первый .вход элемента И соединен с выходсж элемента сравнения, вторе вход - с выходом модулятора ширины импульсор., третий - с выходе ф6р14ирователя импульсов, а выход элемента И подключен к тирИсторному исполнительному элементу. На фиг. 1 изображена функхщональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы, пояснякшхие работу устройства при поддержании заданной скорости Изменения температуры. Прейлагае ое устройство содержит / в термостатируквдем объекте 1 нагреватель 2 и термочувствительный элемент 3, являюгцийся элементом терллочувствительного моста 4, который питается постоянным напряжением от источиина 5. К.выходной диагонали термочувствительного моста 4 подключен дифференцирующий усилитель б, выход которого соединён с первым входсм элемента 7 сравнения, к второму его входу подключен выход задатчика 8 сксчрости изменения температуры и дифференщсальный усилитель 9, выход которого соединен с вторым входом модулятора 10 ширины импульсов , к первому его входу подключен Выход генератора пилообразного игш жения 11. Кгпервому входу элемента И 12 подключен выход элемента 7 сравнения, к второму входу - выход модул тора 10 ширины импульсов, к третьему - выход формирователя 13 импул сов. Сигнал с выхода элемента И 12 подается на управляющий электрод тиристорного исполнительного элемента (тиристора)«14, последовате но с которым нагреватель 2 псяключен к электрической сети 15. Устройство работает следующим образом. Преобразователем изменения температуры в электрический сигнал является термочувствительный элемент 3 и дифференцирукшшй усилитель б. При увеличении .температуры в термостатирующем объекте напряже ние, снимаемое с выходной диагонали моста 4 , уменьшается , при этом на выходе дифференцирующего усилителя б появляется напряжение где К - коэффициент пропорциональности, связанный с условия ми измерения. Это напряжение и напряжение с задатчика 8 скорости изменения тем пературы 8, поступая на элемент 7 сравнения, вызывают проявление иа его выходе импульсов разрешения и импульсов запрета включения тири торного исполнительного элемента 1 которые воздействуют на последний через элемент И 12. На два дфугих входа этой схемы поступают напряже ния с модулятора 10 ширины импульс и импуш сы, генерируеьше в момент перехода напряжения питающей сети через нуль, с форАШрователя 13 ймпульсов. В момент совпадения.всех трех входных напряжений с выхода элемент И 12 на тиристорный исполнительный элемент 14 подаиотся импуль сы, откр юающие его. Скорость изменения температуры определяется длительностью импульсов разрешения включения тир1 стора 14 и задается уровнем постоянного напряжения с задатчика 8. При приближении температуры к заданному значению напряжение разбаланса с моста 4 уменьшается дифференциальный усилитель 9 шходит из насыщения и с выхода модулятора 10 ширины импульсов 10 на элемент И 12 поступают Ю4пульсы, модулированные по длительности пилообразньм напряжением с генератора 11 пилооЬразиого напряжения. Это позволяет избежать перерегулирования по тем-, пературе йри больших скоростях изменения температурил. При достижении заданной температуры регулирование по скорости отключается, так Kak -К -а|- О и управление тиристориьм исполнитель ным элементом 14 осуществляется им- . пульсами с выхода модулятора 10 вирины импульсов. Таким образом/ в предлагаемом устройстве удалось повысить надежность и увеличить быстродействие за счет непосредственного дифференцирования выходного напряжения термочувствительного моста,, а также уменьшить уровень радиопомех.

УВШ

термочуостВ

моста

1

.И

UB,

нт9

W«

f I I ,

A

I t I I i 1

Og,

I I

JIf

сгп

%x оЛ/Аятм

нцн umMbi unnvcn

#1Г,

{пуист исполн, 9/1-та

скорости

Uttl tffffi-i /

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее последовательно соединенные термочувствительный мост, .дифференциальный усилитель и модулятор ширины импульсов, к второму входу которого подклочен генератор пилообразного напряжения, последовательно соединенные задатчик скорости изменения температуры и элемент сравнения формирователь импульсов и тиристорный исполнительный элемент, через который нагреватель подключен к ис-точнику питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и расширения области его применения, в него введены элемент И и дифференцирующий усилитель, входом подключенный к выходной диагонали термочувствитзльного моста, а выходом к второму входу элемента сравнения, первый вход элемента И соединен с выходом элемента сравнения, второй вход - с выходом модулятора ширины импульсов, третий - с выходом формиS рователя импульсов, а выход элемента И подключен к тиристорному исполнительному элементу. э vl N0 D yi