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

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры и может быть использовано в системах термостатирования.

Цель изобретения повьшение точ- ности. °

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.

Устройство для регулирования температуры содержит датчик 1 темпера- ,туры, задатчик 2 температуры, элемент 3 сравнения, компаратор 4, первый ключевой элемент 5, сумматор 6, второй ключевой элемент 7, дифференциатор 8, блок 9 памяти, блок 10 де- Ленин, инвертор 11, источник 12 опорного напряжения, тиристорный исполнительный элемент 13 и нагреватель 1

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1 температуры, пропорциональньй температуре образца поступает на вход элемента 3 сравнения и на вход дифференциатора 8. На второй вход элемента 3 сравнения поступает сигнал .с задатчика 2 температуры. С выхода элемента 3 сравнения

сигнал, пропорциональный разности сигналов датчика 1 температуры и задатчика 2 температуры, поступает на первые входы блока 10 деления и компаратора 4. С выхода дифференциатора 8 сигнал, пропорциональный скорости изменения температуры образца, поступает в блок 9 памяти, который хранит информацию о скорости нарастания температуры. С выхода блока 9 сигнал поступает на второй вход компаратора 4 и тем самым задает порог его срабатывания в зависимости от теплофизических свойств образца.Этот же сигнал поступает на второй вход блока 10, с выхода которого разность сигналов датчика 1 температуры и задатчика 2 температуры, пронормирован нал по сигналу из блока 9 памяти, по тупает на вход первого ключевого э ггемента 5. С выхода компаратора 4 сигнал управления электронными ключами подается на управляющий вход первого ключевого элемента 5 и через инвертор 11 на управляющий вход второго ключевого элемента 7. Таким образом, первый 5 и второй 7 ключевые элементы работают в противофазе. При большой разнице между текущей темпе- ратурой образца и заданной, когда сигнал с выхода элемента 3 сравнения больше сигнала с выхода блока 9, ком5

О

0

0 5 0 5 0 5

паратор 4 вьщает сигнал, который зак- рьгоает первый ключевой элемент 5 и открывает второй ключевой элемент 7, через который сигнал с выхода источника 12 опорного напряжения, соответствующий форсированному режиму нагрева, поступает на один из входов сумматора 6. С выхода последнего этот сигнал поступает в тиристорный исполнительный элемент 13, который устанавливает форсированный режим нагрева для электронагревателя 14. Когда сигнал с выхода элем1ента 3 сравнения становится равным или меньше сигнала с выхода запоминающего блока 9 памяти, компаратор 4 срабатывает таким образом, что изменяет полярность сигнала на своем выходе на противоположную. При этом второй ключевой элемент 7 закрывается, а первый ключевой элемент 5 открывается и сигнал с выхода блока 10 деления через первый ключевой элемент 5 поступает на другой вход сумматора 6. При этом формируется сигнал автоматического управления

р К ut/ §

где it - сигнал, пропорциональный

разнице текущей и заданной температур образца;

-гг сигнал, пропорциональный скорости изменения температуры образца во времени и режиме форсированного нагрева;

К - коэффициент передачи блока 10.

Коэффициент передачи К устанавливается из условия равенства сигналов на выходе делителя 10 и источника 12 опорного напряжения в момент переключения компаратора 4.

Сигнал автоматического управления с выхода сумматора 6 поступает на вход тиристорного исполнительного элемента 13, который регулирует мощность, рассеиваемую нагревателем 14, пропорционально этому сигналу.

В предлагаемом устройстве выбор порога регулировки осуществляется, автоматически в зависимости от скорости нагрева образца. Это позволяет достигнуть высокой точности регулировки за счет учета влияния изменяющихся внешних условий и теплофизических свойств образцов.

31

Формула изобретени Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задат- чик температуры, элемент сравнения,, компаратор, первый и второй ключевые элементы, дифференциатор, источник опорного напряжения, а также последовательно соединенные сумматор, ти- ристорный исполнительный элемент и нагреватель, при этом датчик и за- датчик температуры подключены к входам элемента сравнения, выход которого связан с одним из входов компаратора, подключенного выходом к управляющему входу первого ключевого элемента, вход дифференциатора соединен с выходом датчика температуры.

а один из входов сумматора - с выходом второго ключевого элемента,о т - личающееся тем, что, с целью повышения точности, введены блок памяти, блок деления и инвертор, причем вход блока памяти подключен к выходу дифференциатора, а его выход - к другому входу компаратора и первому входу блока деления, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выход - с входом первого ключевого элемента,выход которого связан с другим входом сумматора, вход второго ключевого элемента соединен с выходом источни- ка опорного напряжения, а выход компаратора через инвертор подключен к управляющему входу второго ключево

;Го элемента.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для регулирования температуры объектов с различными теплофизическими свойствами при изменяющихся внешних условиях. Устройство обеспечивает форсированный выход объекта на режим при переходе к плавному регулированию температуры, при этом за счет наличия в устройстве дифференциатора сигнала датчика, выходной сигнал которого запоминается в блоке памяти, управляет работой коммутатора и затем при помощи блока деления нормирует сигнал рассогласования, повьшается точность регулирования вследствие того, что порог перехода устройства от форсированного нагрева к регулируемому формируется в зависимости от скорости нарастания температуры объекта. Управление нагревателем осуществляется при помощи тиристорного исполнительного элемента, управляющие сигналы на который подаются при помощи двух ключевых элементов и сумматора. 1 ил. СЛ

Редактор Е. Копча

Составитель Г. Крейман

Техред И.Попович Корректор А. Обручар

Заказ 7066/53Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4