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

Изобретение относится к произвол ству средств связи и может быть использовано для стабилизации и регулирования температуры при изготовле нии электронной техники. Известно устройство для регулирования температуры, обеспечивакщее малое время установления рабочей температуры и охлаждение объекта при повышении заданной температуры Недостатком известного устройства является низкая точность поддержания рабочей температуры. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, подключенный к первым входам двух операционных усилителей вторале входы которых подключены к источнику опорных напряжений, а.выходы - к формирователю управляющего сигнала, вывод которого соединен с управляющим входом тиристорного исполнительного элемента, последовательно с которым подключен нагреватель. Между первым и вторым входами первого операционного усилителя под ключен интегрирующий элемент, а меж ду первым и вторым входами второго операционного усилителя подключен фильтр. Выходы импульсного источника питания соединены с входами пит ния операционных усилителей и с вхо дами источника опорных напряжения При температуре t°«t,ojv, в н гревателе рассеивается максимальная мощность, что обеспечивает форсиррванный нагрев. Отслеживание рабочей температуры ведется практически на половинной мощности нагревателя, что не обеспечивает высокой точности поддержания температуры в широком диапазоне воздействия внешних условий и изменения характеристик объе та нагрева, так как может оказаться избыток или недостаток половинной мощности. для компенсации отбора теп ла. Цель изобретения - повышение точности регулирования температуры. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулироваНИИ температуры, содержащее датчик температуры, связанный с первыми входами первого и второго элементов к вторым входам которых подключены выходы первого и второго зещатчиков, и последовательно соединенные регулирующий и исполнительный блоки, содержит последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения и третий пороговый элемент с третьим задатчиком на втором входе, а также генератор импульсов, причем регулирующий блок содержит элемент И-НЕ, первый и второй элементы И и элемент НЕ, выходы элементов И являются выходами регулирующего блока, входы элемента И-НЕ соединены соответственно с выходами первого и третьего пороговых элементов, вход элемента НЕ связан с выходом второго порогового элемента, соответствующие входы первого элемента И соединены с выходами элементов И-НЕ, НЕ, и генератора импульсов, связанного также с соответствующим входом второго элемента И, другой вход которого соединён с выходом второго порогового элемента. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для регулирования температуры. Устройство содержит датчик температуры, состоящий из последовательно соединенных термопары 1 и усилителя 2. Выход усилителя соединен с первыми входами пороговых элементов, в качестве которых используются компараторы 3 и 4, к BTOpbJM входам которых подключены соответственно выходы задатчиков 5 и б. Выходы компараторов соединены с входами регулирукяцего блока 7, соединенного выходами с входами исполнительного блока 8. Дополнительный пороговый элемент в виде компаратора 9 соединен с первым входом с задатчиком 10, BTOpfciM входом - с генератором линейно изменяющегося напряжения 11, а выходом с третьим входом регулирующего блока 7, четвертый вход которого соединен с генератором импульсов 12. Регулирующий блок содержит элемент И-НЕ 13, два элемента И 14 и 15, элемент НЕ 16. Выходы элементов И 14 и .15 являются выходами регулирующего блока,входы Элементов И-НЕ 13 соединены с выходами компараторов 3 и 9, вход элемента НЕ 16 соединен с выходом компаратора 4, соответствующие входы элемента И 14 соединены с выходами элемента И-НЕ 13 и генератора импульсов 12, связанного с входом элемента И 15, другой вход которого соединен с выходом компаратора 4. Исполнительный блок 8 содержит тиристорный ключ 17, соединенный последовательно с нагревательным элементом 18, тиристорный ключ 19, соединенный с исполнительным элементом 20.Устройст во содержит также элементы 21 и 22. Устройство для регулирования темературы работает следующим образом. Сигнал термопары 1 усиливается силителем 2 и поступает на входы омпараторов 3 и 4. На инвертируюие входы этих компараторов поступат опорные напряжения с задатчиков 5 и 6, амплитуда которых выбираются таким образом, чтобы выходной сигнал компаратора 3 имел высокий уровень при температуре вышet,ц а выходной

сигнал компаратора 4 - при температуре выше . , причем

|О ,0 , о

гмин° ном-ь

. . . Пс..° где i°Q - требуемая температура от

слеживания; ut - точность отслеживания температуры.

При температуре ниже на вход тиристорного ключа 17 поступают сигналы с генератора импульсов 12 с частотой не менее 10 кГц, обеспечивающие открытие тиристорного ключа в каждый полупериод питающего напряжения, при этом тиристорный ключ 19 закрыт. В нагревателе выделяется максимальная мощность.

Если температура находится в интервале 1д,,„ Moikc /тиристорный ключ 17 открывается при низком уровне сигнала на выходе компаратора 9. Генератор линейно изменяющегося напряжения 11 вырабатывает импульсы с линейно нарастающей амплитудой, с частотой в два раза превышающей частоту питающего напряжения сети, синхронизированные с моментами прохождения амплитуды напряжения сети через нулевой потенциал.

На неинвертирукяций вход компаратора 9 поступает опорное напряжение с задатчика 10. На выходе компаратора 9 выделяются импульсы, задний, фронт которых сдвинут относительно момента прохождения амплитудного значения потенциала питающего напряжения через нулевой потенциёш на время, определяемое уровнем амплитуды опорного напряжения. Задатчик 10 позволяет изменять угол управления тиристорного ключа 17 от О до 180°, что приводит к уменьшению среднего значения напряжения на нагревателе

0 от максимума до нуля. В зависимости от интенсивности отбора тепла, характеристик нагревателя и объекта выбирается мощность нагрева, обеспечивающая наименьшее перерегулирова5ние в режиме отслеживания температуры.

При достижении температурой максимального уровня , тиристорный ключ 17 закрывается, выключая нагре0ватель, и открывается тиристорный ключ 19, включая исполнительный элемент 20, который может включать охладитель, приводы механизмов перемещения и т.д.

5

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность регулирования температуры .за счет обеспечения баланса нагрева и отбора тепла при каждом отдельном сочетании внешних условий и характеристик ,

0 сзбъекта.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее датчик температуры, связанный с первыми входами первого и второго пороговых элементов, к вторым входам которых подключены выходы первого и второго эадатчиков, непоследовательно соеди нённые регулирующий и исполнительны блоки, о т л и ч а щ е ее я тем что, с целью повышения точности уст ройства, оно содержит последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения и третий пороговый элемент с третьим задатчиком на втором входе, а также генератор импульсов, причем регулирующий блок содержит элемент И-НЕ, первый и второй элементы И и элемент НЕ, выводы элементов И являются вшсодами регулирующего блока, входы элемента И-НЕ соединены соответственно с выходами первого и третьего пороговых элементов, вход элемента НЕ связан с выходом второго порогового элемента, соответствующие входы первого элемента И соединены с выходами элементов И-НЕ, НЕ и генератора импульсов, связанного также с соответствукедюл входом второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом второго порогового элементу