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

ю ел

со Изобретение относится к технике регулирования температуры нагревания и может быть использовано в нагревны термостатах и других изделиях, в которых необходимо обеспечить постоянство температуры при изменении темп ратуры окружающей среды и других теп ловых воздействий. Известны мостовые схемы для регулирования стабилизации температуры, использующие термочувствительный мост одновременно в качестве нагревательного элемента Qlj. Однако эти устройства нельзя применить для стабилизации температуркого режима миниатюрных объектов (первичных измерительных преобразователей) , эксплуатирующихся в жестj ких условиях (перепады атмосферного давления составляют 700- 10 мм рт. с перепады температуры окружающей среды - 180 - 250С, воздействие, потоков теплового излучения - до 5 кВт/м Установка всех четырех резисторов моста в объекте регулирования увели.чивает его габариты, значительно сни жает надежность, усложняет конструкцию и изготовление, а для первичных измерительных преобразователей ухудшает его параметры (инерционность, точность измерения). Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором в малогабаритном объекте регулирования установлен только один элемент моста (термозависимьй нагреватель), а остальные элементы находятся в корпусе электронного регулятора, дистационно удаленного от объекта регулирования 2. Недостатком известного устройства является то, что сопротивление соединительных линий влияет на температуру равновесия моста и таким, образом уменьшает точность регулирования температуры. . При этом на точность регулирования температуры влияет не только присутствие сопротивлений линий связи, но их изменение от различных факторов, что встречается при регулировании температуры удаленных объектов, эксплуатирукмцихся в жестких условиях. Цель изобретения - повьппение точкости регулирования температуры. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее термочувствительньй резистивный мост, в одно из плеч которого линиями связи включен термозависимьй нагреватель, расположенный в удаленном объекте регулирования, и блок управления током моста, подключенный входами к, измерительной диагонали, а выходами .- к диагонали питания моста, содержит дополнительную пинию связи, причем в плечо моста -с термозависимым нагревателем и смежное ему относительно точки измерительной диагонали моста плечо последовательно с элементами этих плеч включены дополнительные резисторы, соединенные между собой в точке измерительной диагонали, при этом цепь из последовательно соединенных линий связи от термозависимого нагревателя и обоих дополнительных резисторов зашунтирована дополнительной линией связи. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства для регулирования температуры; на фиг. 2 эквивалентная схема. Устройство содержит резистивньй уравновешенньй мост, в плечи которого включены термозависимьй нагреватель 1 (RI), используемьй как датчик температуры и как нагреватель одновременно, высбкоомные постоянные резисторы 2(R2) и 3(R3), дополнительные резисторы 4(R4). и 5(R5), низкоомный постоянньй резистор 6, и блок управления током моста 7. Величины сопротивлений данных резисторов приняты соответственно R2,R3,R4, R5,R6. Выходной диагональю моста служат точки соединения резисторов 2 и 3 и резисторов 4 и 5. Разность потенциалов этих точек схемы подается на вход блока управления током моста 7, выход которого подключен к входной диагонали моста. Термозависимьй нагреватель 1 размещен в лаборатории объекта регулирования, дистационно удаленном на большое расстояние от устройства. Подключение термозависимого нагревателя к мосту производится по четырехпроводной схеме при помощи.линий связи 8-11 (фиг. 1). Вносимые ими сопротивления показаны в виде резисторов 8-11 (R8,R9,R10,R11, фиг.2). Устройство работает следующим образом. Из условия максимальности вьщеления мощности в термозависимом нагревателе соотношение сопротивления резисторов моста с учетом Сопротивлений линий связи должно быть следую щим: . R8,R9,R10,R11, «R2,R3,R4,R5 Сопротивление линий 8 связи (R8) не включено в мост и поэтому на баланс моста не влияет. Сопротивление линии 9 связи (R9) включено последовательно с высокоомным резистором 2 (R2), и поэтому его влияние на положение точки баланса моста определяет R2+R9 ся соотношением -гт-, т.е. чем R2 R9, тем меньше влияние R9 на баланс моста. (R9+R2+R3) (R10+R11+R2+R3+R

R1

р-з (R10+R11+R2+R3)|g

Сопротивление линии 8 не входит в формулу потому, что оно не включено в мост.

При условии, что , равновесие моста наступит при Ом.

Рассмотрим несколько произвольных условий:

Ом ,01 Ом;

Ом ,999 Ом;

Ом ,01 Ом;

Ом R1 100,0099 Ом Ом R1 100,00 Ом;

Ом ,0 Ом;

Ом ,01 Ом.

Как видно из приведенного, погрешность, вносимая сопротивлением линий связи, не превьш1ает величины этого сопротивления, умноженной на

- R6.

R10+R11+R2+R3

103 J что при применении в качестве термозависимых нагревателей платиновых или медных термометров сопро-, тивления дает уход температуры стабилизации не более чем на 0,2 К.

Таким образом, сохраняя все преимущества применения термозависимого нагревателя для регулирования температуры дистанционно удаленного малогабаритного объекта, предлагаемое устройство значительно уменьшает влияние линий связи на точность регулирования, что позволяет повысить точность регулирования температуры при эксплуатации объекта регулирования на значительном расстоянии и в жестких условиях, воздействующих как на объект, так и на линию связи. 594 Таким же образом на баланс моста влияет сопротивление динии 10 связи R4+Ria (R10), т.е. соотношение R4 ближе к 1, чем . Сопротивление линии 11 связи (R11) шунтировано цепочкой резисторов 4 и 5, поэтому падение напряжения на сопротивлении этой линии связи всегда делится пропорционально отношению этих резисторов. При-мер. В частном случае, без учета сопротивлений линии связи резистивные параметры моста следующие: кОм, кОм, Ом, Ом. С учетом сопротивлений линий связи условие баланса моста выражается формулой R11 (R10+R2+R3)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный резистивньм мост, в одно из плеч которого линиями связи включен термозависимьй нагреватель, расположенный в удаленном объекте регулирования, и блок управления током моста, подключенньй входами к измерительной диагонали, а выходами - к диагонали питания моста, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности регулирования, оно содержит дополнительную линию связи, причем, в плечо моста с термозависимым нагревателем и смежное ему относительно точки измерительной диагонали моста плечо последовательно с элементами этих плеч в ® включены дополнительные резисторы, соединенные между собой в точке из(Л мерительной диагонали, при этом цепь из последовательно соединенных линий связи от термозависимого нагревателя и обоих дополнительных резисторов зашунтирована дополнительной линией связи.