Терморегулятор Советский патент 1984 года по МПК G05D23/24 

Изобретение относится к автоматичecкo iy регулированию температуры, в частности к прецизионным регуляторам температуры, входящим в систеглы термостатирования измерительных ячеек приборов, предназначенных для массовых определений диэлектричес,ких характеристик диэлектриков.

Известен терморегулятор, содержащий мост Уйнстона переменного тока, подключенный к входу усилителя напряжения, к выходу которого подключены соединенные последовательно формирователь закона регулирования и усилитель мощности. Датчиком температуры служит платиновый термопреобразователь сопротивления, включенный в одно из плеч моста по трехпроводной схеме. В .другое плечо моста включен трехразрядный декадный задатчик температуры/ который обеспечивает задание температуры в диапазоне от -200 до с дискретностью 1C. Терморегулятор обеспечивает стабилизацию одной температуры разности температур и программное изменение температуры с использованием внешнего программатора (прени. зионного переменного резистопа с электромеханическим приводом ) l . Недостатком известного терморегулятора является необходимость применения для програмьшого изменения температуры внешнего электромеханического программатора с специальной статической характеристикой. Наиболее близким к предлагаемому является терморегулятор, содержащий мост Уйнстона с платиновым-тёрмопреобразователем сопротивления, усилитель напряжения, усилитель мощности с исполнительным элементом нагрева и программатор. Задатчиком температуры служат два последовательно соединенных резистора, включенных в противоположное датчику плечо моста, между точкой соединения которых и вершиной питающей диагонали моста через замыкающие контакты ключей, управляющие входы .которых связаны с выходом пpoгpa Iмaтopa, включены тетрады двоично-взвешенных резисторов. Номинали резисторов измерительного моста рассчитаны таким образом, что их коммутация осуществляется непосредственно в двоично-десятичном коде, поступающем с выхода программатора, что существенно упрощает схему задатчика и повышает его надежность. Это обстоятельство выгодно отливает терморегулятор от вышеописанного. Терморегулятор обеспечивает стабилизацию температуры от О до +500°С.

Недостатком данного терморегулятора является отсутствие возможности задания и регулирования отрицательных температур по Цельсию .

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования в сторону отрицательных температур по Цельсию . . . при одновременной простоте устройства.

5 Поставленная цель достигается тем, что в терморегулятор, содержащий усилитель напряжения, к выходу которого подключены усилители мощности с исполнительными элементами грева и охлаждения, цифровой программатор, датчик температуры, включенный в первое плечо измерительного моста, к измерительной диагонали которого подключенВХОД усилителя 15 напряжения, задатчик, включенный в противоположное плечо измерительного моста и выполненный в виде двух последовательно соединенных резисторов, между точкой соединения кото20 рых и вершиной питающей диагонали моста через замыкающие контакты ключей, управляющие входы которых связаны с выходом цифрового программатора, включены тетрады двоично-взве25 шениых резисторов, соответствующие десятым долям, единицам, десяткам и сотнямградусов, дополнительно введены три резистора, три ключа и дешифратор, причем первый и второй дополнительные резисторы включены последовательно между первым резистором задатчика и вершиной питающей диагонали моста и каждый из них зашунтирован размыкающими контактами nejpBoro и второго дополнительных

5 ключей, третий дополнительный резистор через замыкающие контакты третьего дополнительного ключа .включен параллельно второму резистору задатчика, связанному с вершиной измери0 тельной диагонали моста, а управляющие входы дополнительных ключей связаны с выходом сотен градусов циф. рового программатора через дешифратор .

5 С целью повьвиения точности задания температуры при высоких температурах 300-500°С отношение сопротивлений первого резистора зддатчика к второму выбрано равныг- 20,5,

- при этом погрешность задания при

низких температурах (О-ЗОО с) увеличивается незначительно (не более

0,2°С).

I.

Выполненный по данной схеме тер5 морегулятор обеспечивает расширение диапазона задания и регулирования в сторону отрицательных температур (по Цельсию), что значительно увеличивает функциональные возможности 0 терморегулятора. При этом обеспечивается высокая точность задания температуры и сохраняется оригинальная схема управления ключами непосредственно в двоично-десятичном коде, 5 iTO существенно упрощает схему и коййтрукцию по сравнению с .традицио ными решениями. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Терморегулятор содержит усилитель 1 напряжения, усилители 2 и 3 мощности, исполнительный элемент 4 нагрева, исполнительный элемент 5 о лаждения, цифровой программатор 6, дешифратор 7, датчик 8 температуры, реэистор моста 9-11, дополнительHbie реэисторы 12 - 14, задатчик на резисторах 15 и 16, ключи 17j-17, двоично-взвешенные резисторы тетрад 181-18,-,, дополнительные ключи 19 - 21. Терморегулятор работает следующим образом. В исходном состоянии (TeNmepaTyp в термостате равна , So Ом) все ключи выключены. При изменении температуры в термостате (вследствие изменений окружающей температуры, колебаний напря жения сети и т.д.) сопротивление датчика 8 изменяется, баланс моста нарушается и на выходе усилителя 1 напряжения появляется сигнал, который в зависимости от полярности сиг нала разбаланса включает или усилитель 2 мощности с исполнительным элементом 1 нагрева, или усилитель мощности с исполнительным элемент том 5 охлаждения. В результате температура в тёрмостате восстанавливается и в дальнейшем процесс перио дичеСки повторяется. При включении одного или несколь ких ключей иэ 17 -17jj, (в зависимос ти от заданной температуры) параллельно резистору 15 включаются соот действующие резисторы (из ) уменьшая сопротивление задатчика-. В результате на входе усилителя появляется напряжение разбаланса, включающее усилитель 2 мощности и нагревателЬ 4. Температура в термостате повышается, сопротивление датчика 8 увеличивается и при некотором его значении баланс моста восстанавливается . Задание сотен градусов в диапазоне от О ло -200 С осуществляется с помощью ключей 20 (диапазон от О до -100°С) и 19 и 21 (диапазон от -100 до ). При этом ключи ITjf17«| всегда выключены. При включении ключа 20 или ключей 19 и 21 последовательно с резистором 15 включается резистор 13 или 12, увеличивая сопротивление задатчика. В результате на входе усилителя появляется напряжение разбаланса, включающее усилитель 3 мощности с исполнительным элементом 5 охлаждения. Температура в термостате понижается, сопротивление датчика 8 уменьшается и при некотором его значении баланс моста восстанавливается. Десятки, единицы и десятые доли градусов в диапазоне от -200 до -100, -задаются с помсяцью ключей 175- 17,6 . Предлагаемый терморегулятор обеспечивает задание температуры в диапазоне от -200 до +999, и её регулирование в диапазоне - от -200 до + 500°О (у прототипа от О до . +999,9°С). Технико-экономические преимущества предлагаемого терморегулятора по сравнению с известными заключаются в повышении точности задания температуры t 0,5°С против i и упрощении конструкции.

1%

ТЕРМОРЕГУЛЯТОР, содержащий усилитель напряжения, к выходу которого подключены усилители мощности с исполнительными элементагш нагрева и охлаждения, цифровой программатор, датчик температуры, включенный в первое плечо измерительного моста, к измерительной диагонали которого подключен вход усилителя напряжения, задатчик, включенный в противоположное плечо измерительного моста и выполненный в виде двух последовательно соединенных резисторов , между точкой соединения которых и вершиной питающей диагонали моста через замыкающие контакты ключей, управляющие входы которых связаны с, выходом цифрового программатора, включены тетрады двоично-взвешенных резисторов, соответствующие десятым долям, единицам, десяткам и сотням градусов, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в сторону отрицательных температур, в терморегулятор введены дополнитель,ные три резистора, три ключа, а также дешифратор, причем первый и второй дополнительные резисторы включены последовательно между первым резистором § задатчика и вершиной питаквдей диагонали моста и каждый из них зашун(Л тирован размыкающими контактами первого и второго дополнительных ключей, третий дополнительный резистор через зииыкающие контакты третьего дополнительного ключа включен параллельно второму резистору задатчика, связанному с вершиной измери тельной диагонали моста, а управляющие входы дополнительных ключей связаны с выходом сотен градусов цифрового программатора через дешифра00 тор. со Oi