Устройство для регулирования температуры Советский патент 1985 года по МПК G05D23/19 

о оо

Од 5&

до

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для термостатнрования элементов с неболь.шими габаритными размерами.

Цель изобретения - расширение, функциональных возможностей путем обеспечения одновреманного регулирования температуры двух термоизолиропанных об7--ектов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 - эпюры, поясняющие 1 работу предлагаемого устройства,

предлагаемое, устройство (фиг, 1 и 2) содержит измерительно-нагреватс.льиь ц мост 1, компаратор 2, первый ключевой элемент 3,, inopoii ключевой элемент 4 и источ1иис..5 питания.

Выходная диагональ измерительнопагре;зательного моста 1 подключепа к инвертирующему и неинзертирующе.му нхо./таМ комнаратора 2, Первый и втор pOii выходы компаратора 2 подключенык управляющи;- входам первого 3 и второго 4 ключевых элементов. Один выход источника 5 питания через первый ,K.ni04eiK) элемент 3 подключен к входUdii д)а1 онали измерительно-нагреваTCJibiioro моста 1 , .

Кроме того, устройство содержит дагчик-нагреватель 6 и, задатчик 7, Выход дополнительного датчика-пагревателя 6 подключен к неинвертирующему входу компаратора 2, Выход задатчика 7 подключен к инвертирующет му входу кЪмпаратора 2, Вход задатчика .7 соединен с входом датчиканагревателя 6 и через второй клюгшBoit элемент 4 подключен к другому выходу источн пса 5 питания.

Измерительно-нагревательный мост , 1 содержит измерительный нагреватель 8, который соединен с резистором 9 (ныхо;.; выходной диагонали измери- . тсльпогнагревательного моста 1) ji подключен к коллектору транзистора . 10 (выходу первого ключевого элемента- 3) , Другой вывод резистора 9 (выход входной диагонали изме.рптельпо г1игревательного моета 1) соединен с инвертируюЕгим входом рперадиониого усилителя 11 (инвертирующим входом компаратора 2) и через резпстор 12 с общей шиной устройства, Другс вывод измерительного нагревателя 8 (выход входной диагонали измерительно- пагревательного моста 1 )

соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 11 (инверти- , рующим входом компаратора 2) и через дезистор 13 с общей шиной устройства.

Компаратор 2 выполнен на операционном усилителе 11, выход которого через резистор J 4 соединен с анодом диода 15, с катодом диода 16 и с конденсатором 17, другой конец которого соединен с общим концом устройства. Катод диода 15 (первый выход компаратора 2) соединен с базой транзистора 18 (управляющим входом первого

ключевого элемента 3), Анод диода 16 (второй выход компаратора 2) соеди- иен с базой транзистора 19 (управляющим входом второго ключевого элемента, 4), Выход операционного усилителя 11 соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 11 через резистор 20,

Первый ключевой элемент 3 выполнен на транзисторе 18, эмиттер которого соединен с общей шиной устройства. База транзистора 18 (управляющий вход первого ключевого элемента 3) соединена через резистор 21 с общей шиной устройства, Коллектор транзистора 18 через резистор 22 подключен к базе, транзистора 10. эмиттер которого через резистор 23 соединен с базой транзистора 10 и подключен к выходу источника 5 питания. Коллектор, транзистора 10 (выход первого ключевого элемента 3) нодключен к входу измерительно-нагревательного моста 1,

Второй ключевой элемент 4 выполнен на транзисторе 19, эмиттер которого соединен с общ&й шиной устройства. База транзистора 19 (управляющий вход второго ключевого элемента 4) соединена через резистор 24 с общей шиной устройства, Коллектор

транзистора 19 через резистор 25 соединен с базой тра 1зистора 26, эмит-г тер которого подключен через резистор 27 к базе транзистора 26 и к другому выходу источника 5 питания,

Коллектор транзистора 26 (выход .второго ключевого элемента 4) соединен с входом датчика-нагревателя бис входом задатчика 7, выполненного на резисторе,

Выход датчика-нагревателя 6 соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя II (неинверти,рующим входом компаратора 2), Другой

3

выход задатчика 7 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 11 (инвертирующим входом компаратора 2) .

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При включении устройства на выходе операционного усилителя 11 компаратора 2 формируется положительное или отрицательное напряжение. При формировании положительного напряжения на выходе операционного усилителя 11 конденсатор 17 начинает заряжаться и при напряжении на нем, равном уровню отпирания транзистора 18 (фиг. 3 точка а), транзисторы 18 и 10 откроются. Измерительно-нагревательный мост подключен к положительному выводу источника 5 питания. Через измерительный нагреватель 8 потечет ток. При увеличении температуры измерительного нагревателя его сопротивление увеличивается, и напряжение на неинвертирутащем входе компаратора 2 уменьшается.ПрИ: равенстве напряжений на инвертирующем и нёинвертирующем входах компаратора (фиг. 3 точка б) на выходе операди-: онного усилителя 11 формируется отрицательное напряжение. Конденсатор 17 начинает перезаряжаться и при равенстве напряжения на нем напряжению отпирания транзистора 18 (фиг. 3 точка в) транзисторы 18 и 10 закроются, отключив измерительнонагревательный мост от источника питания. Отрицательный уровень выходного напряжения операционного усилителя поддерживается незначительным током, протекающим через резистор 20 : При уменьшении напряжения на конденсаторе 17 до значения, равного напряжению отпирания транзистора 19, транзистор 26 откроется (фиг. 3 точка г). Датчик-нагреватель 6 и задатчик 7 подключены к отрицательному выводу источника 5 питания. Через дополнительный измерительный нагреватель 6 и резистор 13 потечет ток.

936484

Температура и сопротивление дополнительного измерительного нагревателя начнет увеличиваться и при равенст-.. ве напряжений на инвертирующем и неинвертирующем входах операционного усилителя 11 (фиг. 3 точка д) сформируется положительное выходное напряжение операционного усилителя. Конденсатор 17 начнет перезаряжать- JQ ся. При напряжении на нем, равном напряжению отпирания транзистора 19 (фиг. 3 точка е) транзистор 26 закроется, а при напряжении на конденсаторе 17, равном напряжению отпираи ния транзистора 18 (фиг. 3 точка ж), транзистор 10 откроется и подключит измерительно-нагревательный мост 1 к положительному выводу источника 5, питания. Температура измерительного

нагревателя 8 увеличивается, компенсируя снижение его температуры во .время отключенного состояния. Далее процесс повторяется.

При этом длительность импульсов

25 нагрева увеличивается, если температура измерительного нагревателя станет ниже установившегося значения. Если при подключении измерительного . Нагревателя к источнику питания . температура его оказалась вьпие уровня, определяемого опорным напряжением (фиг. 3 точка з), то полярность выходного напряжения операционного усилителя изменится, увеличив длительность отключенного состояния

35 измерительного нагревателя. Опорное . напряжение, определяющее температуру измерительного нагревателя 6, задается резистором. 9. Опорное напряже-г ние, определяющее температуру изме 0 рительного нагревателя Л, задается задатчиком 7, выполненным на резисторе. .

образом, предлагаеуое устройство позволяет поддерживать требуемые температуры двух объектов

термостатирования, используя для измерения их температуры сопротивления (Резистивных слоев нагревателей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее измерительно-нагревательный мост, компаратор , первый и второй ключевые элементы и источник питания, входная диагональ моста через первый ключевой злемент подключена к одному выходу источника питания, а выкрдная гк входам компаратора, выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго ключевых элементов соответственно, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможност ей путем обеспечения одновременного регулирования температуры двух термоизолированных объектов, оно содержит датчик-нагреватель и задатчик,.причём другой выход источника питания подключен через второй ключевой элемент к входам компаратора через датчикнагреватель и задатчик соответственно. (Л

Фиг.2