Регулятор температуры Советский патент 1985 года по МПК G05D23/19 

Описание патента на изобретение SU1161929A1

1 1 Изобретение относится к автоматике и предназначено для широкодиапаэонного регулирования температуры исследуемого образца Известно ycipoftcTBo регулируемог охлаж,цения пробы, содержащее усилитель разбаланса, сосуд Дьюара со сж женным газом, погруженные в сжиженный газ испаритель и трубопровод, в верхней части которого установлены исследуемый образец и термодатчик Ci 3. Однако известное устройство не позволяет получать температуры исследуемого образца выше комнатных. Наиболее близким к предлагаемому является регулятор, содержащий сосуд Дьюара с опущенным в него трубо проводом, в верхней части которого находится исследуемый образец, исполнительное устройство, к которому подключены нагреватель и испаритель задатчик и сумматор. Термодатчик и задатчик подключены к сумматору. Выход сумматора подключен к усилите лю разбаланса , Регулирование высоких температур исследуемого обраца в известном варианте проводится путем нагрева пот ка паров сжиженного газа или сжатоfo воздуха. В момент включения регулятора или при установке нового задания на задатчике величина разбаланса может быть значительной. Приложенная ко входу усилителя разбаланса, она вызывает его насыщение. Исполнитель ное устройство подает в нагреватель максимально нерегулируемую мощность Происходит перерегулирование системы. Целью изобретения является исклю чение перерегулирования. Указанная цель достигается тем что регулятор температуры, содержа щий сосуд Дьюара с onyiueHUh в него трубопроводом, в веохней части которо размещен исследуемый образец, термодатчик, сумматор, задатчик и усилитель разбаланса, исполнительный блок, к которому подключены . наг;реватель и испаритель, снабжен вьгчитателем, мультиплексором, филь ром нижних частот генератором лин но изменяющегося напряжения, двумя компараторами, R5 -триггером и источником опорного напряжения, причем первьй вход генератора линейно 92 изменяющегося напряжения соединен с выходом Q Я5-триггера, второй вход генератора линейно изменяющегося напряжения - со входом первого компаратора, с выходом вычитателя и входом усилителя разбаланса, а выход генератора линейно изменяющегося напряжения - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с термодатчиком, выход сумматора соединен со входом вычитателя, выход ft RS -триггера соединен с управлякнцим входом мультиплексора, а входы R и S RS-триггера соединемы соответственно с выходами первого и второго компараторов, первьш и второй выходы источника опорного напряжения соединены соответственно со вторым входом первого компаратора и с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом усилителя разбалписа и с информационным входом мультиплексора, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, соединенного выходом с исполнительным блоком. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого регулятора. Регулятор температуры содержит сосуд Дьюара 1, термодатчик 2, исполнительиьи блок 3, сумматор 4, задатчик 5, усилитель разбаланса 6, вычитатель 7, мультиплексор 8, фильтр нижних частот 9, генератор линейно изменяющегося напряжения 10, компараторы 11 и 12, RS-триггер 13 и источник опорного напряжения 14. Генератор 10 содержит резистор 15 и конденсатор 16, являющиеся элементами настройки. Работа устройства происходит следующим образом, В момент t,) включения регулятора температуры или установления на задатчике 5 нового, существенно большего, чем было ранее, значения напряжения температура исследуемого образца, расположенного в трубопроводе сосуда Дьюара 1, и температура термодатчика 2 одинакова, но она существенно от личается от тeмпepaтypЫj определяемой новым значением напряжения. Вычитатель 7 формирует разностный сигнал, который устанавливается усилителем разбаланса 6 и поступает на информационный вход мультиплексора 8, находящегося в открытом состоянии. 311619 и на второй вход компаратора 12, где сравнивается с напряжением на первом входе, задаваемым вторым выходом источника опорного напряжения 14, величина которого равна или несколько меньше верхнего значения динамического диапазона ( Ug) усилителя разбаланса 6, работающего в линейном режиме. При превышении напряжения сигнала величины U, на вход компара- ю тора 12 поступает положительное напряжение, его выход переключается с некоторым запаздыванием Л., (время переключения компаратора относительно времени инавходе триггера 13уста- t5 навливается логическая единица. Одновременно напряжение сигнала с вычитателя 7 поступает на второй вход генератора 10, а также на инвертированный первьй вход кЬмпарато ра 11 и сравнивается с напряжением на его втором входе, задаваемым первым выходом источника 14 и равиьп нулевому значению. В момент времени ip напряжение на выходе вычитателя 7 превышает опорное напряжение на втором входе компаратора 11, выход его отрицателен, и на вход R триггера 13 поступает логический нуль. Так как при i напряжение на выходах компараторов 11 и 12 отрицательно, на входах R и 5 -триггера 13 присутствуют логические нули, выходы U и Uсоответственно имеют значения О It .11 Через момент времени uij2 вход 5 триггера 13 принимает значение логическ.ой единицы, и выход его переключается с некоторь.м запаздыванием 4t(время переключения тригге- ра 13) относительно входного напряжения. На выходе Q триггера 13 формирует ся логическая единица, а на выходе С - логический нуль.

Логическая единица с выхода Q триггера 13 подается на первый вход генератора 10, а логический нуль с выхода Q- на логический вход мультиплексора 8, запирая его.

При этом генератор 10 начинает вьграбатьгоать линейно возрастающие отрицательное напряжение, с постоянной времени, определяемой резистором 15 и конденсатором 16, которое подается на первьй вход сумматора 4, на другой вход которого подается термо-ЭДС термодатчика 2. J

пропорционально выходнс му нарастающему от нуля сигналу вьмитателя 7. Нагреватель подогревает поток паров сжиженного газа или сжатого воздуха, поступающих из сосуда Дьюара 1 в трубопровод. Температура исследуемого образца и термода чика 2 плавно возрастают и система работает в линейном режиме, если в к моменту полного разряда конденсатора напряжение на вькоде усилителя разбаланса 6 становится меньше опорного напряжения с выхода В источника 14, на 94 Суммарное напряжение поступает на один из входов вычитателя 7, При этом на выходе .вычитателя 7 и усилителя разбаланса 6 напряжение сигнала начинает /бывать, и в момент времени, когда напряжение на втором входе компаратора 12 становится мень ше опорного напряжения на первом. входе, выход компаратора 12 переключается, и на вход S триггера 13 поступает логический нуль. Так как триггер 13 управляется по двумя входам ив этой связи несет функцию запоминающего элемента, то состоя триггера 13 не изменяется от дискретного изменения сигнала по одному входу 5 и в момент времени, когда напряжение генератора 10 полностью (до нуля) скомпенсирует напряжение задатчика 5, выход компаратора 11 переключается, подавая на вход R триггера 13 догическую единицу, триггер 13 изменяет свое состояние, мультиплексор 8 открывается, а генератор 10 переключается на формирование линейно убывающего напряжения. При этом конденсатор 16 , начинает разряжаться с постоянной времени, равной t. I Сигнал на выходе вычитателя 7 начинает медленно возрастать и при превьш1ении сигнала опорного напряжения на выходе В источника 14 выход компаратора 11 переключается и подает на вход R триггера 13 логический нуль, при этом триггер 13 не изменяет своего Состояния. С этого момента возрастающее от нуля напряжение с выхода вычитателя 7 и усилителя разбаланса 6 через открытый мультиплексор 8 и фильтр низких частот 9 подается на исполнительное устройство 3. Исполнительное устройство 3 подает электрическую мощеость в подключенный к нему нагреватель

входе S триггера 13 все время логический нуль, и схема слежения, устраняющая перегрузку системы регулирования, не вмешивается в дальнейший процесс регулирований температуры, В противном случае повторяется и цикл включения генератора 10 описанным способом.

С целью устранения переходного режиме в интервайе времени между моментом подачи опорного напряжения Дд и началом формирования линейного убывающего напряжения, где имеются неуправляемые выбросы мощности, после мультиплексора 8 включен фильтр нижних частот 9, с частотой среза, равной

где

время переключения компаратора 12 и триггера 13, Интервал времени, в течение которого мощность подается в нагреватель, определяется передаточной характеристикой исследуемого образца. Мультиплексор 8 исключает включение исполнительного устройства 3, на

инвервал времени, связанном с переходными процессами в усилителе разбаланса 6, компараторе 12, триггере 13.

В предлагаемом регуляторе температуры благодаря улучшению режима регулирования, без применения ручного регулирования, обеспечено плавное и в то же время максимально быстрое

повышение температуры исследуемого образца до заданного значения и исключено превьш1ение -емпературы исследуемого образца, заданной на задатчике 5.

Преимуществом предлагаемого решения является уменьшение времени, которое необходимо, чтобы температура исследуемого образца приняла значение, соответствующее величине, устанавливаемой на задатчике 5,. упрощение эксплуатации, повышение зффективности использования вариатора температуры и работающего с ним спект-

рометра, исключение возможности выхода температуры исследуемого образца на значение, установленное на задатчике.

ч

±. i±o5.jj

1

nJ

il..

Термодат чи к

Исс/К ныи аКразеи

itf

«-

7J

Похожие патенты SU1161929A1

название год авторы номер документа
Многоканальный широтно-импульсный регулятор температуры (его варианты) 1981
  • Гафиятуллин Рафаиз Хазеевич
  • Губайдуллин Герман Асфович
  • Алферов Герман Дмитриевич
SU978111A1
Цифровой регулятор температуры 1986
  • Нахаев Валентин Николаевич
  • Мазурин Алексей Николаевич
SU1352470A1
Регулятор положения границы раздела сред 1988
  • Ступак Валерий Степанович
  • Синицкий Николай Евгеньевич
  • Проскурко Валентин Михайлович
  • Филиппов Валерий Иванович
SU1553957A1
Устройство для регулирования температуры 1983
  • Фрадков Александр Иосифович
SU1151932A1
Многоканальный широтно-импульсный регулятор температуры (его варианты) 1981
  • Губайдуллин Герман Асфович
  • Алферов Герман Дмитриевич
  • Юдкевич Марк Леонидович
SU962883A1
Система регулирования электропитания фильерного питателя 1987
  • Кравченко Николай Анатольевич
  • Палицына Елена Викторовна
  • Горинов Авенир Семенович
  • Моисеев Лев Константинович
  • Новиков Анатолий Иванович
  • Гердов Арнольд Моисеевич
  • Розанов Владимир Юрьевич
  • Грицевский Геннадий Самуилович
SU1450036A1
Устройство для испытания изделий на случайные широкополосные вибрации 1985
  • Максимов Борис Аронович
  • Сумароков Виктор Владимирович
  • Свиньин Сергей Федорович
  • Черепов Виктор Филиппович
SU1298571A2
Многоканальный регулятор тепловых процессов (его варианты) 1980
  • Губайдуллин Герман Асфович
  • Алферов Герман Дмитриевич
SU943667A1
Устройство для регулирования температуры 1979
  • Лариков Леонид Никандрович
  • Золотухин Александр Витальевич
  • Мантуло Анатолий Павлович
  • Петьков Валерий Васильевич
SU840837A1
Устройство для регулирования температуры 1980
  • Лариков Леонид Никандрович
  • Золотухин Александр Витальевич
  • Мантуло Анатолий Павлович
  • Петьков Валерий Васильевич
SU877491A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 161 929 A1

Реферат патента 1985 года Регулятор температуры

РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ,содержащий сосуд Дьюара с опущенным в него трубопроводом,в верхней части которого размещен исследуемый образец, термодатчик, сумматор, задатчик и усилитель разбаланса, исполнительный блок, к которому подключены нагреватель и испаритель, отличающийся тем, что, с целью исключения перерегулирования, регулятор снабжен вычитателем, 1ультиплексором,. фильтром нижних частот, генератором линейно изменяющегося напряжения, двумя компараторами, R5-триггером. и источником опорного напряжения, причем первый вход генератора линейно изменянхчегося напряжения соединен с выходом Q R5 -триггера, второй вход - с первым входом первого компаратора, с выходом вычитателя и со входом усилителя разбаланса, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с термодатчиком, выход сумматора соединен со входом вычитателя, выход Q RSтриггера соединен с управлякицим входом мультиплексора, а выходы R и S и RSтриггера соединены соответственно с i выходами первого и второго компараторов, первый и второй выходы источ(О ника опорного напряжения соединены соответственно со вторым входом перС вого компаратора и с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом усилителя разбаланса и с информационным входом мультиплексора, выход которого соединен со входом фильт15а нижних частот, соединенного выходом с входом исполнительного блока.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1985 года SU1161929A1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
УСТРОЙСТВО для РЕГУЛИРУЕМОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОБЫ 0
  • А. М. Гердов, И. А. Басе, Г. С. Грицевский, Е. П. Долгих А. И. Кашлинский
SU393663A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Вариатор температуры 1972
  • Гердов Арнольд Моисеевич
  • Басс Исай Абрамович
  • Грицевский Геннадий Самуилович
SU451006A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

SU 1 161 929 A1

Авторы

Гердов Арнольд Моисеевич

Купченко Владимир Дмитриевич

Штраль Игорь Янович

Даты

1985-06-15Публикация

1983-12-02Подача