Регулятор температуры Советский патент 1984 года по МПК G05D23/24 

Г7

ьс

о

О9 Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования, используемым преимущественно для стабилизации температурного режима термошкафов и элементов электрорадио оистем. По основному авт.св. № 480061 известен измерительный мост, подключенный к входу усилителя, переключатель, включенный последовательно с нагревателем и источником переменного напряжения и состоящий из встречно-параллельню соединенных тиристоров, управляющие электроды которых подключены к цепочке, состоящей из последовательно соединенньк конденсаторов, резистора и фоторезистора, подключенного параллельно резистору цепочки, соединяющей управляющие электроды тиристоров и светодиод, подключенный к выходу усилителя tl3. Недостатком известного регулятора является низкая точность, обусловленная характером двухпозиционн.ого регулирования. Целью изобретения является повыше ние точности. Поставленная цель достигается тем что в регулятор температуры введены трансформатор, выпрямительный мост, фазосдвигающая КС-цепь,светодиод, второй фоторезистор и цепь отрицател ной обратной связи операционного уси лителя, причем первичная обмотка тр сформатора подключена к источнику п ременного напряжения, вторичная обмотка включена параллельно фазосдви гающей RC-цепи и снабжена средним выводом, между которым и точкой соединения конденсатора и резистора фазосдвигающей RC-цепи включены вхо ды выпрямительного моста, к выходам которого подключен через резистор светодиод, оптически связанный со вторым фоторезистором, подключенным параллельно цепи положительной обра ной связи операционного усилителя, цепь .отрицательной обратной связи которого выполнена на переменном резисторе. На чертеже изображена схема пред ложенного регулятора температуры. Регулятор температуры содержит измерительньй мост 1, операционный усилитель 2, переключатель 3, состо ящий из встречно-параллельно включе ных тиристоров 4 и 5, нагреватель 6 конденсатор 7, резистор 8, первьй 1 0 фотореэистор 9, светодиол 10, переменный резистор 11 отрицательной обратной связи, второй фоторезистор 12 и светодиод 13, фаэосдвигающая КС-цепь 14 и 15, выпрямительный мост 16, трансформатор 17. Регулятор температуры работает следующим образом. При понижении температуры объекта, сопротивление терморезистора измерительного моста 1 увеличивается, напряжение на выходе операционного усилителя 2 принимает максимальное положительное значение, вызывая свечение светодиода 10, подключенного к его выходу. Светодиод 10 воздействует на фоторезистор 9, сопротивление которого принимает минимальное значение. При этом ток в цепи управляющих электродов тиристоров 4 и 5 переключателя 3, протекающий от источника 6 напряжения через нагреватели нагрузки, возрастает, приводя к включению в каждый полупериод тиристоров 4 и 5 и нагреву объекта термостатирования. Сигнал с выхода усилителя 2 подается через цепочку положительной обратной связи на вход усилителя 2 через дополнительно введенный фоторезистор 12. На фоторезистор 12 воздействует модулирующий световой поток светодиода 13, подключенного через выпрямитель 16 на выход фазосдвигающего моста, состоящего из цепи 14 и 15 и трансформатора 17. Переменным резистором 14 осуществляется сдвиг по фазе светового потока светодиода 13, модулирующего с частотой 100-Гц сопротивление фоторезистора 12 в цепи положительной обратной связи усилителя 2, осуществляя включение и отключение (прерывание) цепи положительной обратной связи (ПОС). При включении цепи ПОС фоторезистором 12 усилитель 2 переходит в триггерный режим, напряжение на его выходе возрастает, что приводит к включению светодиода 10 с частотой модуляции 100 Гц и фазовым сдвигом, определяемым RC-цепью. Включение светодиода 10 модулирует с частотой 100 Гц сопротивление фоторезистора 9, изменяя его сопротивление от максимума до миниьгума и со сдвигом по фазе, обеспечивая при этом подачу управляющего сигнала на тиристоры и включение в каждый полупериод также со сдвигом по фазе относительно сетьевого напряжения. Таким сбразом, угол проводимости тиристоров 4 иЗсоответственно и мощность, проводимая к нагревателям объекта термо статирования, определяются положением движка переменного резистора 14 Цепь отрицательной обратной связи (ООС), осуществляемой через пер менный резистор 11, выполняет роль стабилизирующей обратной связи. Цепь ООС вместе с ПОС обеспечивает увеличение чувствительности усилителя 2 и уменьшает гистерезис характеристик срабатывания, что повьшает точность регулятора температуры. По мере роста температуры в объек те термостатирования 6, сигнал разба ланса на выходе измерительного моста 1 уменьшается и в точке заданной температуры-влияние цепи ПОС прекращается, напряжение на выходе усилите ля 2 минимально, светодиод 10 выключен, соответственйо тиристоры 4 и-5 выключены, подвод мощности к нагрева телям объекта 6 термостатнрования не происходит. По мере уменьшения TeMne ратуры в объекте термостатирования вновь появляется разбаланс измерительного моста 1, что приводит к росту коэффициента усиления усилителя 2 по петле положительной обратной связи и его переключение с частотой модуляции. в предлагаемом регуляторе темпера туры реализуется одновременно косвенный способ фазоэого регулирования подводимой мощности к нагрузке при общем позиционном принципе управления, что обеспечивает возможность выбора оптимального уровня подводимой мощности для обеспечения заданной точности стабилизации температурного режима в объекте термоста- тирования. Суть косвенного способа заключается в том, что возбуждение свечения светодиода 13 осуществляется током фазосдвигающего моста 14, 15 и 17, далее через фоторезистор 12 поло жительной обратной связи происходит модуляция измеряемого сигнала с моста 1, который усиливается усилителем 2 и с частотой модуляции зажигает первый светодиод 10, воздействующий на первый фоторезивтор 9, который, изменяя свое сопротивлениеi включает тиристоры 4 и 5 со сдвигом по фазе относительно напряжения сети. Это позволяет использовать прёдла- гаемый регулятор температуры в различных устройствах для термостабилизации параметров инерционных о6ъек г тов,в т.ч. и повышенной мощности. Реализация предлагаемого,регулятора незначительно усложняет схему, обеспечивая в то же время существенное повышение точности стабилизации температуры 0,25-0, на уровне температур 50-200 0.

РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ по авт.св. № 480061, отличающийся тем, что, с целью повышения тоиности, в него введены трансформатор, вьтрямительный мост, фазосдвигающая RC-цепь, светодиод, второй фоторезитор и цепь отрицательной обратной .связи операционного усилителя, причем первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напряжения, вторичная обмотка включена параллельно фазосдвигающей RC-цепи и снабжена средним выводом, между которым и точкой соединения конденсатора и резистора фазосдвигающей RC-цепи включены входы выпрямительного моста, к выходам которо-го подключен через резистор светодиод, оптически связанный с вторым фоторезистором, включенным параллельно цепи положительной обратной связи операционного усилителя, цепь отрицательной обратной связи I которого выполнена на переменном (Л резисторе.