Устройство для регулирования температуры Советский патент 1984 года по МПК G05D23/19 G05D23/24 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для регулирования темгшратуры в зоне охлаждения микрокриогенных систем. Известно устройство для регулирования температуры, содержащее измерительную схему в виде резистивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, охваченный отрицательной и положительной обратной связью, осуществляемой переменным резистором, соединенным с выходом резистивного моста. Выход операционного усилителя подключен к нагрузочному элементу и к подвижному контакту регулировочного элемента Г Недостатком этого устройства является низкая .точность регулирования, особенно при изменении температуры окружающей среды. Известно устройство для регулирования температуры, использующее для повышения точности регулирования выпрямитель и трансформатор с двумя встречно включенными вторичными обм ками, выводы которых через выпрямитель связаны со входами операционно усилителя и первыми выводами датчика и задатчика температуры, вторые выв ды которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и соответствующим выводом источника питания,неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с эмиттером транзистора первого каскада уси теля мощности 23Однако чанному устройству присущ недостаточная точность регулировани из-за скачкообразного включения и выключения питания нагревателя. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Поставленная цель достигается те что в устройство для регулирования температуры, содержащее трансформат с двумя встречно включенными обмотк ми, подключенными к датчику и задат чику температуры через выпрямитель и ко входам операционного усилителя с обратной связью непосредственно, усилитель мощности на транзисторе и нагреватель, введены делители напря жения, конденсаторы и интегральный стабилизатор напряжения, подключенный вьюодом для выключения внешним сигн лом через первый дшштель напряжени к выходу операционного усилителя. при этом база транзистора усилителя мощности непосредственно соединена с выходом интегрального стабилизатора напряжения, а через корректирующий конденсатор соединена с инвертирующим входом операционного усилителя, параллельно датчику и задатчику температуры подключены сглаживающие конденсаторы, а измерительный вход интегрального стабилизатора напряжения подключен к входу второго делителя напряжения, включенного параллельно нагревателю. На чертеже представлена электри ческая принципиальная схема устройства для регулирования температуры. Устройство содержит трансформатор с вторичными обмотками 2 и 3, включенными встречно в точке 4, и через выпрямитель 5 подключенными к задатчику температуры 6, датчику 7 и общему выводу 8 операционного усилителя 9. Ко входам 10, II операционного усилителя 9 вторичные обмотки 2,3 подключены непосредственно. Параллельно задатчику - температуры 6 и датчику 7 включены сглаживающие конденсаторы 12,13. Интегральный стабилизатор напряжения 14 типа К142ЕН2Б выводом I5 для выключения внешним сигналом через первый делитель напряжения на резисторах 16,17 подключен к выходу I8 операционного усилителя 9. База транзистора 19 усилителя мощности соединена с выходом 20 интегрального стабилизатора 14 непосредственно, а с инвертирующим входом 10 операционного усилителя 9 - через корректирующий конденсатор 21, тем самым образуя положительную обратную связь по переменному току. Измерительный вход 22 интегрального стабилизатора напряжения 14 подключен к выхо-. ду второго делителя напряжения на резисторах 23,24, включенного параллельно нагревателю 25. Устройство содержит также отрицательную обратную связь 26 операционного усилителя 9 и конденсатор 27 для обеспечения устойчивой работы интегрального стабилизатора напряжения 14. Устройство работает следующим образом. На задатчике температуры 6 и датчике 7 очносительно их общей точки имеются положительные полуволны напряжения однополупериодного выпрямления, осуществленного диодом 5,.Полуволны напряжения на задатчике температуры 6 и датчике 7, находящиеся в противофазе вследствие встречного включения трансформаторных обмоток 2 и 3, сглаживаются конденсаторами 12, 13, преобразуясь в постоянное пилообразное напряжение. При условии равенства напряжений на задатчике температуры 6 и датчике 7 по амплитуде, что обуслав лавливается регулировкой задатчика напряжение между дифференциальными входами 10,11 операционного усилителя 9 будет равно нулю, т.е. измерительная схема сбалансирована. При изменении сопротивления датчика температуры 7 нарушается балан измерительной схемы. Постоянный сиг нал разбаланса в виде пилообразного напряжения усиливается операционным усилителем 9 и через делитель напря жения, состоящий из резисторов 16, 17 поступает на вывод I5 для выключ ния внешним сигналом интегрального стабилизатора напряжения 14. С помощью делителя напряжения из pesHCT ров 16, 17 подбирается такой уровен сигнала, при котором включение интегрального стабилизатора 14 производилось передним фронтом пилообразного напряжения, а выключение - задним фронтом. При этом сигнал, поступающий с выхода 18 опе рационного усилителя 9, должен имет положительную полярность. Поскольку изменение температуры в зоне охлаждения является медленно меняющимся процессом, а выключение и включение интегрального стабилизатора 14 производится пилообразным напряжением, то на выходе интегрального стабилизатора 14 будут прямоугольные импульсы, изменяющиеся по длительности в зависимости от изменег ния регулируемой температуры. Соответственно через транзистор 19 и нагреватель 25 будет протекать импульсный ток, также меняющийся по длительности в зависимости от изменения регулируемой температу ры. Конденсатор 21 обеспечивает слабую положительную обратную связь по переменному току, что улучшает фронты импульсов, поступающих на нагреватель 25. Подключение конденсаторов параллельно задатчику-и датчику температуры дало возможность получить на выкоде операционного усилителя сигнал необходимого уровня в виде пилообразного напряжения, что позволил с помощью введенного интегрального стабилизатора обеспечить пропорциональное регулирование температуры в зоне охлазвдения за счет изменения импульсов тока, протекакяцнх через нагреватель. Точность регулирования температуры повысилась в 1,5 раза. Предлагаемое устройство кроме регулирования осуществляет и контроль температуры при подключении к выходу операционного усилителя измерительного прибора, проградуированного предварительно в единицах температуры.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее трансформатор с двумя встречно включенными- обмотками, подключенными к датчику и за,датчику температуры через выпрямитель и ко входам операционного усилителя с обратной связью непосредственно, усилитель мощности на транзисторе и нагреватель, О(тличающеес я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены делители напряжения, конденсаторы и интегральный стабилизатор напряжения, подключенный выводом для выключения внешним сигналом через первый делитель напряжения к выходу операционного усилителя, при этом база транзистора усилителя мощности непосредственно соединена с выходом интегрального стабилизатора напряжения , а через корректирующий конденсатор соединена с инвертирующим входом операционного усилителя, параллельно датчику и задатчику температуры подключены сглаживающие конденсаторы, а измерительный вход интегрального стабилизатора напряже(Л ния подключен к выходу второго делителя напряжения, включенного параллельно нагревателю. ts9 4i Ю Од