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

X)

Изобретение относится к автомати ческому регулированию неэлектрических величин, в частности температуры , с использованием электрических средств. Оно может быть использован в системах термостатирования с малы временем установления рабочей темпе ратуры. Применяемые устройства имею низкий КПД за счет использования транзисторного исполнительного элемента, для управления которым требу ется значительная мощность. Известно устройство для регулирования температуры, обеспечивающее малое время установления температуры при более высоком КПД за счет ис пользования тиристорного исполнительного элемента. Такое устройство содержит датчик температуры, усилитель, схему сравнения, генератор пилообразного напряжения, схему синхронизации, схему формирования, импульсный усилитель, тиристорный исполнительный элемент и нагреватель 1 . Недостатком данного устройства является его низкая надежность, обу ловленная необходимостью введения блоков, осуществляющих формирование импульсного сигнала и функциональные преобразования над ним, а именн схемы синхронизации, генератора пилообразования напряжения, схемы фор мирования и импульсного усилителя. Наиболее близким к предлагаемому по технической суЕцности является устройство, обеспечивающее малое время установления рабочей температу ры при высоком КПД. Известное устрой ство содержит три операционных усилителя, первые входы которых объеди нены и подключены к датчику темпера туры, источник опорных напряжений, формирователь управляющего сигнала, тиристорный исполнительЕ-гый элемент, включенный последовательно с нагревателем, источник постоянного напряжения и источник переменного напряжения . В известном устройстве при форси рованном нагреве нагреватель рассеи вает мощность в течение обеих полуволн напряжения сети. В режиме отслеживания температуры нагреватель подключается к сети только в течение положительных полуволн напряжения сети 2 . Недостатком известного устройства является невозможность -снизить мощность нагревателя в режиме отслеживания температуры более, чем в два раза по сравнению с мощностью нагревателя в режиме форсированного нагрева, что сужает область приме нения . Цель изобретения - расширение области применения устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее три элемента сравнения, первые входы которых объединены и подключены к датчику температуры, вторые входы подключены к средним выводам соответствующих потенциометров, подключенных через ограничительные резисторы к источнику постоянного напряжения, выходы элементов сравнения подключены к соответствующим входам формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного исполнительного элемента, включенного последовательно с нагревателем к источнику переменного напряжения, выходы которого подключены к источнику постоянного напряжения, содержит интегрирующий конденсатор, включенный между входами первого элемента сравнения, ключевой элемент, включенный .параллельно первому потенциометру, и однополупериодный выпрямитель, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства . Устройство содержит датчик 1 температуры, элементы 2-4 сравнения, источник 5 опорных напряжений,- формирователь 6 управляющего сигнала, тири$;торный исполнительный элемент 7, включенный последовательно с нагревателем 8, источник 9 переменного напряжения и источник 10 постоянного напряжения. Датчик 1 температуры подключен к первым входам элементов 2-4 сравнения. Выходы источника 5 опорных напряжений соединены с вторыми вхоами элементов 2-4 сравнения. Вхоы формирователя б управляющего сигнала подключены к выходам элеентов 2-4 сравнения. Выход формироателя б управляющего сигнала соеинен с управляющим входом тиристорного исполнительного элемента 7, включенного последовательно с нагревателем Вис источником 9 переменного напряжения. Выходы источника 9 переменного напряжения подключены к источнику 10 постоянного напряжения, соединенного с входом источника 5 опорных напряжений. Предлагаемое устройство дополительно содержит однополупериодный ыпрямитель 11, интегрирующий конденатор 12, включенный между входами ервого элемента 2 сравнения, и клюевой элемент 13, вход которого соеинен с выходом однополупериодного ыпрямителя 11, а выход подключен дополнительному входу источника 5 порных напряжений. Датчик 1 тем11ературы подключен к инвертирующим входам микросхем 14 16 (первым входом элементов 2-4 сра нения), К неинвертирующим входам микросхем 14-16 (вторым входам элементов 2-4 сравнения) подключены средние выводы потен диометров 17-19 источника 5 опорных напряжений I, соответствующие выходы источника 5 опорных напряжений ), Одни крайние выводы потенциометров 17-19 соедине ны с резистором 20 и подключены к общему проводу устройства. Другие крайние выводы потенциометров 17-19 через ограничительные резисторы 2123 (вход источника 5 опорных напряжений) подключены к конденсатору 24 источника 10 постоянного напряжения (выходу источника 10 постоянного напряжения). Общий конец резистора и потенциометра 19 (дополнительный вход источника Ь опорных напряжений соединен со стоком полевого транзис тора 25 (выходом ключевого элемента 13 1, Элемент 2 сравнения выполнен на микросхеме 14, выход которой через резистор 26 соединен с анодом диода 27, катод которого соединен с резистором 28 (выходом 2) и подключен к управляющему электроду тиристора 29 (входу формирователя 6 управляющего напряжения ). Другой конец резистора 28 соединен с общим проводом устройства. Элемент 3 сравнения выполнен на микросхеме 15, выход которой через резистор 30 соединен с анодом диода 31, катод которого подключен к резис1ору 32 (выходу элемента 3 сравнения) и к управляющему электро ду тиристора 33 (входу формирователя 6 управляющего сигнала). Другой конец резистора 32 соединен с общим Т онцом устройства. Элемент 4 сравнения выполнен на микросхеме 16, выход которой через резистор 34 соединен с анодом диода 35, катод которого подключен к резистору 36 (выходу,элемента 4 сравнения) и к управляющему электроду тиристора 37 (входу формирователя 6 управляющего сигнала), Дру гой конец резистора.. 36 соединен d общим проводом устройства, I Формирователь 6 управляющего сигнала выполнен на тиристорах 29, 33 и 37, причем катод тиристора 33 соединен с общим проводом устройства, анод тиристора 33 соединен с ка тодами тиристоров 29 и 37, анод ти,ристора 29 через конденсатор 38 соединен с анодом тиристора 37 и с. катодом диода 39, анод которого сое динен с общим проводом устройства. Диод тиристора 29 через резистрр 40 (.выход формирователя 6 управляющего сигнала ) соединен с управляющим электродом симметричного тиристора 7 ( управляющим входом тиристорного исполнительного элемента 1). Катод симметричного тиристора 7 и анод симметричного трристора 7 через нагреватель 2 подключены к входам источника 9 переменного напряжения и к входам источника 10 постоянного напряжения, Источник 10.постоянного напряжения выполнен на трансформаторе 41, первая выходная обмотка которого подключена к аноду диода 42, к катоду диода 43 и к резистору 44. Другой конец резистора 44 подключен к ано ду диода 45 и к катоду диода 46. Катод диода 42 соединен с катодом диода 45 и подключен к конденсатору 24 и к катоду стабилитрона 47 (выходу источника 10 постоянного напряжения/. Анод диода 43 соединен с анодом диода 46 и подключен к аноду стабилитрона 48 и к конденсатору 49, Катод стабилитрона 48 и анод стабилитрона 47 подключены к общему проводу устройства. Вторая выходная обмотка трансформатора 41 (дополнительный выход источника 10 постоянного напряжения ) подключена кжатоду диода 50 (входу однополупериодного выпрямителя 11), анод которого через резистор 51 подключен к аноду стабилитрона 52, катод которого соединен с общим проводом устройства. Анод стабилитрона 52 (выход однополупериодного выпрямителя 11) соединен с резистором 53 (управляющим входом ключевого элемента 13), Другой конец резистора 53 соединен с затвором транзистора 25 и с резистором 54, другой конец которого соединен с истоком транзистора 25 и подключен к общему проводу устройства. I Интегрирующий конденсатор 12 подключен между входами элемента 2 сравнеш я. Предлагаемое устройство работает следувощим образом. Сигнал датчика 1 температуры усиливается и сравнивается в элементах 2-4 сравнения с опорными напряжениями, амплитуды которых выбираются таким образом, чтобы выходные сигнашы элементов сравнения закрывши тиристор 29 при температуре выше t°HOM, тиристор 37 при температуре выше fmin и тйрйс тор 33 при температуре выше , причем: t min t max + 4t, где t° HOM - требуемая температу эа отслеживания; ut° - точность отслеживания температуры

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее элементы сравнения, первые входы которых объединены и подключены к датчику температуры, вторые входы подключены к средним выводам соответствующих потенциометров, подключенных через ограничительные резисторы к источнику постоянного напряжения. выходы элементов сравнения подключены к |соответствукнцим входам формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного исполнительного элемента, включенного последовательно с нагревателем к источнику переменного напряжения, выходы которого подключены к источнику постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, оно содержит интегрирующий конденсатор, включенный между входами первого алемента сравнения, ключевой элемент, включенный параллельно первому i потенциометру, и однополупериодный выпрямитель, выход которого под(Я ключен к управляющему входу ключевого элемента.