Двухпозиционный регулятор температуры с предварением Советский патент 1985 года по МПК G05D23/19 

Изобретение отнс.Снтся к технике автоматического регулирования темпе ратуры и может быть использовано в термостатах, инкубаторах и т.д. Целью изобретения является повышение стабильности точностных харак терист к устройства. На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 диаграммы изменения напряжения исто ника переменного напряжения, изменение регулируемой температуры во . времени с источником переменного напряжения и без него, но с введенными в устройство стабилизатором тока и резисторным оптроном; на фиг. 3 - схема исполнительного элемента. Устройство содержит мостовой преобразователь.: 1 температуры с тер . мометром 2 сопротивления в одном из плеч, источник 3 постоянного напряже ния, усилитель 4, исполнительный элемент 5, ключевой элемент 6, стаби лизатор 7 тока и резисторный оптрон Исполнительный элемент 5 (фиг.З) содержит D-триггер 9, элемент И 10, согласуюш;ий элемент 11,, элемент 12 задержки, усилитель 13 мощности и нагреватель 14. Оптрон 8 содержит излучатель 15 и фоторезистор 16 (фиг 1). Исполнительный элемент 5 содержит также резистор 17. Устройство работает следующим образом. При включении величина заданного значения температуры превьш1ает фактическую температуру5 пропорциональн которой изменяется сопротивление тер мометра 2 сопротивления. В этом случае на выходе мостового преобразователя 1 температуры имеется напряжение j усиливаемое усилителем 4, исполнительный элемент 5 срабатывает и кo 4мyтиpyeт нагреватель. По достижении заданной температуры исполнительный элемент 5 отпускает и нагрев-атель отключается. При последующем включении одновременно с включением нагревателя замыкается контакт ключевого элемента 6 и . через излучатель резисторного оптрона 8 начинает протекать постоянный ток от источника 3 постоянного напряжения, при этом ток имеет стабильные характеристики во времени, так как он ста билизируется стабилизатором 7 тока. Освещаемый светом, фоторезистор ре-; 552 зисторного оптрона В. изменяет свое сопротивление, несколько шунтируя то сопротивление мостового преобразователя 1 температуры, которое подключено первой клеммой к выходу источника 3 постоянного напряжения, а второй клеммой - к клемме термометра 2 сопротивления, в результате чего отключение исполнительного элемента 5 происходит раньше, так к.ак шунтирование упомянутого Bbmie сопротивления эквивалентно увеличению сопротивления термометра 2 сопротивления, за счет чего амплитуда автоколебаний (погрешность регулирования) уменьшается. Таким образом, предлагаемая схема реализует двухпозиционный регулятор с предварением, при этом значительно повьш1ена стабильность точностных характеристик регулятора по сравнению mлтrтrl- r п Jt тvlfTJГчr т l;yTl :5T т; / ттtУ Jftr с.точностными характеристиками известного устройства, так как на точность предложенного устройства не оказывают влияния колебания напряжения сети. Регулировкой тока стабилизатора 7 тока добиваются необходимой точности устройства. В предлагаемом устройстве источник 3 постоянного напряжения собирается по любой известной сх.еме.Стабилизатор 7 тока собирается на полевом транзисторе. В качестве усилителя 4 применяется любая схема на операционном усилителе серий К , К,53 Т.д. Ключевой элемент 6 представляет собой любое реле, например РЭС-49 и т.д. Резисторный оптрон 8 может быть любого типа, например ОЭП-1 и др. Термометр 2 сопротивления может быть любым, например ТСМ-239 и т,д. Исполнительный элемент работает следующим образом. При включении устройства на счетном входе и-триггера 9 формируется перепад из О в 1, но D-триггер 9 не переключается, так как на его входе установки в О присутствует импульс сброса, снимаемый с выхода элемента 12 задержки, принудительно удерживающий D-триггер 9 в нулевом состоянии, при котором с первого его выхода снимается нулевой. потенциал, запирающий элемент И 10. При каждом поступлении 1 на вход исполнительного элемента.5 срабатьшает усилитель 13 -мощности и включается нагреватель 14. При вторичном поступлении перепада из О в

на вход исполнительного элемента 5 D-триггер 9 перебрасывается, при этом на его втором выходе формируется О, который принудительно уде1)живает D-триггер 9 в. этом состоянии; на первом выходе D-триггера 9 сформирована 1, поэтому элемент И 10 постоянно открыт по своему второму входу, и импульсы, приходящие на его первый вход, постоянно проходят на вход согласующего элемента 11, с выхода которого сигналы управляют работой ключевого элемента 6.

Следовательно, предлагаемая схема исполнительного элемента 5 обеспечивает его работу, описанную выше в описании работы блок-схемы устройства.

1808554

В схеме исполнительного элемента 5 в качестве D-триггера 9 используется микросхема К155ТМ2, усилитель 13 мощности собирается по любой известной схеме. Элемент 12 задержки собирается по .известной схеме, состоящей из резистора, конденсатора и двух инверторов. В качестве согласующего элемента 11 применяется транзисторный каскад, собранный по схеме с общим эмиттером, нагрузкой которого служит обмотка реле ключевого элемента 6.

Предлагаемое устройство используется в инкубаторе для разведения домашней птицы, поддерживая температуру в объекте управления 37,5 С, ,и при своей простоте обладает высокими и стабильными точностньми характеристиками.

ДВУХПОЗЩИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ С ПРЕДВАРЕНИЕМ, содержащий источник постоянного напряжения, выход которого подключен к входу мостового преобразователя температуры с термометром сопротивления в одном плече, а в диагональ мостового преобразователя температуры включен усилитель, выход которого связан с входом усилителя мощности, выходом соединенного с нагревателем и ключевой элемент отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности точностных характеристик устройства, в него введены элемент задержки, -триггер, резистор, элемент И, согласующий элемент, стабилизатор тока и резисторный оптрон, первый вьшод излучателя которого подключен к общей шине, второй вьшод - к выходу стабилизатора тока, вход ко.орого связан с выходом ключевого элемента, вход последнего Соединен с выходом источника / . постоянного напряжения и первым выводом фоторезистора резисторного . : оптрона, а второй вывод фоторезис- тора связан с вьшодсм термометра сопротивления, источник постоянного напряжения подключен к входу элемента задержки, выход которого подключен к входу установки в О D-триггера, прямой выход которого (Л связан с вторьм входом элемента И, а инверсный выход - с входом установки в 1 D-триггера, D-вход которого через резистор подключен к выходу источника постоянного напряжения, счетный вход - D-триггера связан с первым входом элемента И и выходом усилителя, а выход элемента И через согласующий элемент соедиэо о х нен с управляюпщм входом ключевого элемента. i:n ел

cemti д a О

х

X ч 8 Т

Фиг.г л л XЧ

Хг

Фи9. J