Регулятор температуры Советский патент 1985 года по МПК G05D23/19 

2. Регулятор по п, 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью расширения области применения, он содержит второй генератор цифрового кода задания, выход которого соединен со старшими разрядами адресного

входа постоянного запоминающего устройства, а к выходу первого генератора цифрового кода задания подключены младшие разряды адресного входа постоянного запоминаюш;егс устройства.

1. РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий первый генератор цифрового кода задания, выход которого соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, первый источник опорного напряжения, блок сравнения, выход которого связан с последовательно соединенными блоком формирования управлякнцего воздействия и исполнительным органом, .а первый вход подключен к датчику температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены постоянное запоминающее устройство, второй и третий цифроанапоговые преобразователи, второй источник опорного напряжения, первый и второй сумматоры, при этом адресные входы постоянного запо14инающего устройства подключены к выходу первого генератора цифрового кода задания, а выходы соединены с входами второго и третьего цифроаналогового преобразователей, опорные входы которых соединены с выходом второго источника опорного напряжения, а выходы второго и третьего цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к первым входам первого и второго сумматоров, к-вторым входам которых подключены соответственно выходы первого источника опорного напряжения лпервого хщфроаналогового преобразователя, опорный вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход второго сумматора подключен к второму входу блока сравнения.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано преимущественно для прецизионного регулирования температуры в электротермических установках. Известно устройство для регулирования температуры электропечи, состоящее из термометра сопротивления и задатчика температуры, подключенны к терморегулятору, в котором с целью уменьшения погрешности регулирования вызванной нелинейностью передаточной характеристики датчика температуры, задатчик выполнен в виде генераторов и основного и вспомогательного преобразойателей число испульсов-напряжений, входы которых соответственно подключены к выходам генераторов с управляемой и неуправляемой частотой, а выход вспомогательного преобразователя подключен к входу генератора с управляемой частотой импуль сов . Недостаток этого устройства заклю чается в том, что в качестве датчика температуры может быть использован только термометр сопротивления, что ограничивает область использования устройства. Наиболее близким по технической сущнорти к предлагаемому является блок регулирования температуры, содер жащий узел определения рассогласования, входы которого подключены к датчику и задатчику температуры, узе формирования управляющего воздействия, выход которого подключен к входу исполнительного органа. При этом задатчик выполнен в виде последовательно соединенных генератора цифрового кода задания и цифроаналогового преобразователя, выполненного на основе управляемого резистивного делителя напряжения и воспроизводящего градуировочную характеристику датчика температуры при помощи кусочно-линейной аппроксимации. Максимально возможное число N участков аппроксимации определяется видом выходного сигнала генератора цифрового кода задания (двоичньй, двоично-десятичный, десятичный и т.д. код), в частности для десятичного кода N i 10 2. Недостатком известного блока регулирования температуры является низкая точность, вызванная ограниченным числом участков аппроксимации градуировочной характеристики датчика. Кроме того, такое техническое решение предполагает использование только одного,конкретного датчика температуры. При переходе на датчик с другой передаточной характеристикой требуется полная перестройка управляемого резистивного делителя. Пель изобретения - повьш1ение точности регулирования температуры и расширение области применения регулятора. Поставленная цель достигается тем, что в регулятор температуры, содержащий первый генератор цифрового кода задания, выход которого соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, первьй источник опорного напряжения, блок сравнения, выход которого связан с последовательно соединенными блоком формирования управляющего воздействия и исполнительным органом, а первый вход подключен к датчику температуры, введены постоянное запоминающее устройство, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, второй источник опорного напряжения, первый и второй сумматоры, при этом адресные входы постоянного запоминающего устройства подключены к выходу первого генератора цифрового кода задания, а выходы соединены с входами второго и третьего цифроаналоговы преобразователей, опорные входы кото рых соединены с выходом второго источника опорного напряжения, а выход второго и третьего цифроа-налоговых . преобразователей подключены соответственно к первым входам первого и второго сумматоров, к вторым входам которых подключены соответственно выходы первого источника опорного напряжения и первого цифроаналогового преобразователя, опорный вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход второго сумматора подключен к второму входу блока срав нения. Кроме того, регулятор содержит второй генератор цифрового кода задания, выход которого соединен со старшими разрядами адресного входа постоянного запоминающего устройства а к выходу первого генератора цифрового кода задания подключены младшие разряды адресного входа постоянного запоминающего устройства. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие принцип его работы. Регулятор температуры содержит блок 1 сравнения, блок 2 формирования управляющего воздействия,, исполнительный орган 3, датчик 4 температуры, задатчик 5, имеющий в своем составе первый генератор 6 цифрового ,кода задания, первый цифроаналоговьм ,ч преобразователь (ЦАП) 7, первый источник 8 опорного напряжения (ИОН постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), второй ЦАП 10 и третий ЦАП 11, второй ИОН 12, первый 13 и второй 14 сумматоры, второй генератор 15 цифрового кода, характеризующего тип используемого датчика тем пературы. I Регулятор работает следующим обр зом. Блок 1 определяет рассогласовани между заданным значением Ug темпе ратуры, которое поступает с выхода

задатчика 5, и текущим U. , информа- 55ле на выходе второго ЦАП 10 обеспеция о котором поступает с датчика 4чивается линейная аппроксимация

температуры. Полученный сигнал рассог-передаточной характеристики на участласования преобразуется в управляющееке с минимальным коэффициентом пере114 воздействие по одному из законов регулирования (например, пропорциональному , пропорционально-инте гральному и т.п.) блоком 2 и поступает на исполнительный орган 3, который изменяет состояние объекта управления таким образом, при котором в системе автоматического регулирования поддерживается равновесие. Заданное значение .температуры формируется следующим образом. Выходной сигнал генератора 6 представляет собой цифровой двоичный код, численно равный заданному значению регулируемой величины в физических единицах измерения температуры (например, °С, К и т.п.) и который поступает на информационные входы первого ЦАП 7, преобразуется в аналоговый эквивалент и через второй сумматор 14 поступает на вход блока 1. В качестве опорного для первого ЦАП сигнала используется выходной сигнал U первого сумматора 13 (фиг. 2 а), представляющий собой сумму двух сигналов: выходного сигнала первого источника 8 опорного напряжения UQ и сигнала ди с выхода второго ЦАП 10, причем сигнал ли,является корректирующим для сигнала 8, служит только для компенсации нелинейности передаточной характеристики используемого датчика температуры (фиг. 2 б, где сплошной линией показана передаточная характеристика датчика i а штрихпунктирной - передаточная характеристика задатчика) и определяется содержимым ячеекчпамяти ПЗУ 9. При помощи этого корректирующего сигнала осуществляется кусочно-линейная аппроксимация градуировочнои кривой датчика 4 по формуле Е; К-Т, где Е; - выходной сигнал ЦАП 7; Т - выходной сигнал генератора 6; К - коэффициент, пропорциональный выходному сигналу первого сумматора 13. Количество участков аппроксимации зависит от количества старщихразрядов выход-, ного кода генератора 6, которые используются для задания адреса ПЗУ 9, .а точность аппроксимации на конкретном участке определяется разрешающей способностью второго ЦАП 10. Выходное напряжение (Jon i источника 8 выбирается таким, что при нулевом сигна