Устройство для регулирования температуры Советский патент 1986 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к регулированию температуры и может быть использовано для регулирования темпера туры термостатов и нагревательных приборов.

Цель изобретения повьппение точности регулирования.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для регулирования тем пературы содержит последовательно включенные первый источник 1 питания термочувствительный мост 2 с датчиком-нагревателем 3, усилитель 4 и ключ 5, последовательно включенные второй источник 6 питания и согласую щий элемент 7, подключенный выходом к датчику-нагревателю 3, а также содержит формирователь 8 сигнала управления, генератор 9 импульсов и формирователь 10 импульсов, подключенный входом к выходу генератора импульсов 9, а выходом - к управляющему входу ключа 5 и к первому входу формирователя 8 сигнала управления, у которо го Второй вход соединен с выходом ключа 5, третий вход - с выходом генератора 9 импульсов, а выход - с вторым входом согласующего элемента 7.

Формирователь 8 сигнала управления состоит из АЦП 11 и последовательно включенных дифференцирующей цепи 12, элемента памяти 13, ЦАП 14 К усилителя 15, выход которого является выходом формирователя - В сигнала управления, у которого первым входом является вход АЦЦ 11, подклкг- ченньй выходом к второму входу элемента 13 памяти, вторым входом является вход дифференцирующей цепи 12, а третьим входом является второй вход усилителя 15.

Формирователь 10 импульсов состоит из последовательно включенных элемента 16 задержки, дифференциру о щей цепи 17 и одновибратора 18, выход которого является выходом форми рователя 10 импульсов, а входом пос, леднего является вход элемента 16 за держки.

Устройство работает следующим образом.

Тактовые импульсы с выхода генератора 9 импульсов (диаграмма U1) поступают на вход формирователя. 10 импульсов, где задерживаются элемен

10

«5

20

25

2264232

том 16 задержки (диаграмма U2), дифг- ференцируются дифференцирующей цепью

17(диаграмма U3) и одновибратором

18формируются импульсы управления ключом 5 (диаграмма U4). Эти импуль- . сы задержаны относительно переднего фронта тактовых импульсов и закан- чившотся раньше их, нто позволяет

снимать сигна: о разоалансе термочувствительного моста 2, усиленньй усилителем 4 через ключ 5 в то время, когда переходные процессы, обуслов-, ленвме коммутацией тока нагрева датчик а.н а грев ат ел я 3, уже закончены и влияние. в з1бросов напряжения на управ- ляюшд й сигнал уменьшено до минимума.

Сигнал разбаланса термочувствительного моста 2 с выхода ключа 5 (диаграмма U5) поступает на формирователь 8 сигнала управления, где а1у1плитуда сигнала преобразуется АЦП 11 в цифровой код и записывается в элемент 13 памяти по переднему фронту сигнала дифференцирующей цепи 12. Далее цифровой код, записанный в элемент .13 памяти, поступает в ЦАП 14 и преобразуется им в аналоговый сигнал, которьЕЙ поступает на один из входов усилятеля 15, на второй вход которого поступает тактовый сигнал. На выходе усилителя 15 фор. мируется сигнал управления датчиком-нагревателем 3 (диаграмма.U6) через согласующий элемент 7. Сигнал записи элемента 13 памяти формируется дифференцирующей цепью 12 из импульсов управления ключом 5 и показан на диаграмме U7, а аналоговый сигнап 1.ДГ1 14 показан на диаграмме U8.Импульсы тока через датчик-нагреватель 3 показаны на диаграмме I.

При разбалансе термочувствительного моста 2, соответствующем недо- греву датчика нагревателя 3, на него поступаьэт импульсы тока нагрева (1) 5 ашшитуда которых пропорциональна величине сигнала управления (U6). Температура датчика-нагревателя 3 noBbmiaeTCHj разбаланс моста уменьшается.

При балансе термочувствительного моста 2, т,ео выходе устройства на заданньй режи;м,, ток нагрева (I) пре-

30

40

45

50

кращается, датчик-нагреватель 3 на- чинает остывать,, сигнал разбаланса возрастает и, в дальнейшем, весь Д.ИКЛ работы повторяется.

В предлагаемом устройстве для регулирования температзфы сведено

до минимума влияние коммутационных токов датчика-нагревателя, что обеспечивает повьшение точности регули- рования температуры до величины

±о,оГс.

Форм у л а изобретения

1. Устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно включенные первый источник питания, термочувствительный мост с датчиком-нагревателем в одном плече и усилитель, а также второй источник питания, ключ и генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены согласующий элемент, включенный между вторым источником питания и датчиком-нагревателем, формирователь сигнала управления и формирователь импульсов, подключенный входом к выходу генератора импульсов, а выходом - к управ- ;ляющему входу ключа, подключенного

1226423

входом к выходу усилителя, выход формирователя импульсов подключен к первому входу формирователя сигнала управления, второй вход которого J соединен с выходом ключа, третий вход - с выходом генератора импульсов, а выход - с вторым входом согласующего элемента.

2, Устройство по п. 1, о т л и - чающее ся тем, что формирователь сигнала управления содержит аналого-цифровой преобразователь и последовательно включенные дифференцирующую цепь, элемент памяти, цифро- аналоговый преобразователь и усилитель, выход которого является выходом формирователя сигнала управления, в котором первым входом является вход аналого-цифрового преобразователя, подключенного выходом к второму входу элемента памяти, вторым входом - вход дифференцирующей цепи, а третьим входом - второй вход усилителя .

Изобретение касается регулирования температуры и может быть пользовано для регулирования температуры термостатов и нагревательных приборов. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Устройство для регулирования температу- ры содержит последовательно включенные первый источник питания, термочувствительный мост с датчиком-нагревателем, усилитель и ключ, последовательно включенные второй источник питания и согласующий элемент, подключенный выходом к датчику-нагревателю, а также формирователь сигнала управления генератор импульсов и формирователь импульсов, подключенный входом к выходу генератора им-: пульсов, а выходом - к управляющему входу ключа и к первому входу формирователя сигнала управления, в котором второй вход соедин ен с выходом ключа, третий вход - с выходом генератора импульсов, а выход - с вторым входом согласующего элемента. Формирователь сигнала управления состоит из АЦП и последовательно включенных дифференцирующей цепи элемента памяти , ЦАП и усилителя, выход которого является выходом формирователя сигнала управления, в котором первым входом является вход АЦП, подключенный выходом к второму входу элемента памяти,вторым входом - вход дифференцирующей цепи, а третьим входом - второй вход усилителя. Формирователь импульсов состоит из последовательно включенных элемента задержки, дифференцирующей цепи и одновибратора, выход которого является выходом формирователя импульсов, а входом формирователя импульсов является вход элемента запрета. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. fi (О (Л