Регулятор температуры Советский патент 1984 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматике и может применяться при регулировании температурь термостата, когда датчик температуры одновременно является нагревателем,

Известны устройства для регулирования температуры, в которых датчик олновррменно является нагревателем С13 и С2.

Такие устройства являются импульсными регуляторами температуры, что в некоторых случаях приводит к ограничению их применения. Особые трудности возникают при их использовании в малогабаритной переносной аппаратуре с маломощными источниками питания (батарейными, так как импульсные броски тока по цепи питания создают помехи другим устройствам аппаратуры через внутреннее сопротивление источника питания.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее термочувствительный мост, образованный двумя термозависимыми потенциометрами {ТЗП) с датчиками-нагревателями в противоположных плечах, при этом концы выходной диагонали моста подключены к соответствующим входам усилителя, а концы входной диагонали моста - к выходам усилителя Ез.

Недостатком известного устройства является то, что подогрев осуществляется переменным током, что как и при импульсном регулировании, не всегда допустимо. Устройство характеризуется также низкой стабильностью температуры при использовании в качестве даткика-нагревателя позистора из-за того, что последний обладает варисторным эффектом, т.е. температура позистора значительно изменяется при различных амплитудах колебания. Кроме того, оно имеет низкий КПД из-за дополнительного рассеяния мощности (помимо рассеяния в усилителе J в смежных с датчикаминагревателями плечах.

Цель изобретения - повышение точности регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор температуры, содержащий усилитель и термозависимый мост, входная диагональ которого присоединена к клеммам источника питания, одно из плеч включает в себя датчик-нагреватель, два других смежных плеча образованы термозависимым потенциометром, выход которого соединен с первым входом усилителя, введен делитель напряжения, а смежное с датчиком-нагревателем плечо моста выполнено в виде транзистора, вход которого соединен с выходом усилителя, а общая точка транзистора и датчика-нагревателя через делитель напряжения соединен с вторым входом усилителя.

На чертеже изображена схема регулятора температуры.

Регулятор температуры содержит датчик-нагреватель (позкстор} 1, ТЗП , 2, усилитель 3, транзистор 4 и делитель 5 напряжения.

Два смежных плеча термозависимого моста образованы ТЗП 2, концы которого соединены с клеммами источника . питания, а выход - с первым входом

усилителя 3, причем конструктивно ТЗП 2 находится за пределами термостата. Два других смежных плеча термозависимого моста, включенные параллельно ТЗП, представляют собой

5 последовательно соединенные датчикнагреватель 1 и транзистор 4. Общая точка датчика-нагревателя 1 и транзистора 4 соединена через делитель 5 напряжения с вторым входом усили0 теля 3. Вход транзистора 4 подключен к выходу усилителя 3.

Регулятор температуры работает следующим образом.

С увеличением температуры (выше

5 ).позистор 1, который используется в качестве датчика-нагревателя, резко увеличивает свое сопротивление. Это приводит к резкому уменьшению тока, протекающего через позистор 1,

„ и вьлделяемой на мощности. При определенной температуре (температура статирования наступает тепловой баланс, т.е. состояние, когда прекращается дальнейшее повышение температуры позистора 1 из-за недос5 таточности выделяемой на нем мощ,ности, а снижению температуры позистоjpa 1 препятствует увеличение мощности из-за уменьшения сопротивления. Таким образом, происходит регули0 рование температуры позисторного термостата.

Однако температурный коэффициент сопротивления позистора, несмотря на большую величину, не достаточен

5 для обеспечения высокой стабильное ти при изменении температуры среды.

Действительно, при понижении температуры среды требуется увеличение мощности на позисторе, что при регуQ лировании только позистора осущ.ествляется уменьшением сопротивления позистора, т.е. понижением температуры статирования.

Чтобы этого не произошло, в предлагаемом регуляторе с понижением температуры увеличение мощности производится на счет увеличения напряжения на позисторе 1. Увеличение мощности на позисторе 1 происходит в

результате большого открытия транзистора 4, который управляется снимаеуым с ТПЗ 2 напряжением, усиленным усилителем 3 таким образом, что на позисторе 2 напряжение всегда равно

величине напряжения, снимаемого с

310768804

ТПЗ 2 и умноженного на N, (м -коэффи- Таким образом, нежелательное изциент деления делителя 5 ). . менение сопротивления поэистора в

Использование делителя 5 позво результате наличия варисторного эфляет с большей точностью формироватьфекта используется с полезной целью, на ТПЗ 2 требуекелй закон регулиро- Результирующее изменение напрявания, так как изменение напряжения 5жения на выходе ТПЗ 2 и позисторе 1

на ТПЗ в N раз меньше, чем на позис-при изменении температуры среды блиэторе. При этом обеспечивается полноеко к линейному.

открытие транзистора 4 при крайней . Регулятор позволяет обеспечить

отрицательной температуре, что повы- нестабильность температуры менее

шает КПД регулятора.Ю0,3°С без индивидуального подбора

Изменение напряжения на позисто-ТПЗ при определении его параметров ре приводит к дестабилизации егона стадии разработки. При индивиду, температуры из-за наличия варистор-альном подборе ТПЗ может быть обеного эффекта. Поэтому изменение на-спечена еще более высокая стабильпряжения на ТПЗ 2 формируется с од- 5нестьтемпературы термостатнрования. новременным учетом изменения темпе- Кроме того, предлагаемьН регуляратуры среды и сопротивления позисто-%ор более экономичен по сравнению ра при наличии варисторного эффекта.с прототипом, так как последоваПри этом напряжение на выходе ТПЗ 2,тельно с датчиком-нагревателем устаа следовательно, и на позисторе 1новлен транзистор, а не постоянное изменяется в меньших пределах, чем сопротивление, что позволяет при при отсутствии варисторного эффекта,крайней отрицательной температуре, так как при увеличении напряжениякогда мощность потребления максина позисторе 1 уменьшается его со-мальна, путем коэффициента противление ( при постоянной темпера-деления делителя напряжения осущетуре/, что приводит к дополнитель- ствить режим насьвцения транзистора, ному увеличению мсяцности.что значительно снижает потери.

РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий усилитель и термозависимый мост, входная диагональ которого присоединена к клеммам источника питания, одно из плеч включает в себя датчик-нагреватель, два других смежных плеча образованы термозависимым потенциометром, выход которого соединен с первым входом усилителя, отличаюшийся тем, что, с целью повыиения точности, в него введен делитель напряжения, а смежное с датчиком-нагревателем плечо моста выполнено в виде транзистора, : вход которого соединен с выход|;я 4 усилителя, а общая точка транзистора и датчика-нагревателя через делитель напряжения соединена с вторьт входом усилителя. Vl да 00 00