Термостабилизатор Советский патент 1987 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования температуры и предназначено для поддержания с высокой точностью температуры в термостате кварцевого генератора.

Цель изобретения - повышение точности термостабилизатора.

На фиг,1 изображена блок-схема устройства; на фиг,2 - диаграммы его работы.

Устройство содержит задающий резистор 1, термодатчик 2 нагревателя, задающий рез.истор 3, термодатчик 4 объекта, включенные по схеме моста первый 5, второй 6 и третий 7 источ,ники опорного напряжения, первый 8 и второй 9 компараторы, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ 10, выходом связанного с входом управления включением регулятора 11 напряжения, вход которого связан с выходом дифференциального усилителя 12 через ограничитель 13, исполнительный элемент (нагреватель)14 , вход которого соединен с выходом регулятора 11 напряжения, ключ 15 и источник 16 постоянного напряжения, включенный в входную диагональ моста, причем первый вывод выходной диагонали, к которому подключен термодатчик 2, связан с неинвертирующими входами компараторов 8 и 9, инвертирующие входы которых соединены с выходами источников опорных напряжений 5 и 6 соответственно, а второй вывод выходной диагонали моста, к которому подключен термодатчик 4, связан с первым входом дифференциального усилителя 12, второй вход которого через управляемый ключ 15 соединен с выходом источника 7 опорного напряжения, а вход управления ключа 15 подключен к выходу компаратора 8. Устройство работает, следующим образом.

При резком изменении внешней тем пературы, напр1даер при похолодании, первым охлаждается нагреватель 14, и когда его температура понижается до величины tj , выходное напряжение термодатчика 2 становится больше опорного, снимаемого с выхода источника 5 опорного напряжения, и единица с выхода компаратора 8, пройдя через элемент ИЛИ 10, включает регулятор 11 напряжения по входу управления включением, при этом единица с выхода компаратора 8 размыкает ключ 15 (так как в этом случае температура объекта может быть и больше, и мень- ше tj, что может привести к отрицательному напряжению на выходе дифференциального усилителя 12, при этом ограничитель 13 ограничит его на нулевом уровне и регулятор 11 напряжения работать не будет), выходное напряжение дифференциального усилителя положительно по знаку и максимально по величине, так как на его второй вход не поступает напряжение с выхода источника 7 опорного напряжения.

Это напряжение через ограничитель 13, который ограничивает отрицательные напряжения на нулевом уровне, поступает на регулятор 11 напряжения в качестве опорного, и нагреватель 14

включается на полную мощность. Если нагреватель 14 перегревается и его температура достигает значения t, |ТО напряжение, снимаемое с термодат- |чика 2, меньше выходных напряжений 1источников опорных напряжений 5 и 6, поэтому на выходах компараторов 8 и 9 формируются нули, регулятор 11 напряжения отключается по входу управления включением, и независимо от температуры объекта нагреватель 14 выключается.

Если температура нагревателя лежит в пределах между t и tj, тогда,

так как напряжение, снимаемое с термодатчика 2, больше выходного напряжения источника 6 опорного напряжения, на выходе компаратора 9 формируется единица (на выходе компаратора 8 в этом случае присутствует логической нуль, цоэтому управляе- мьш ключ 15 замкнут), и регулятор 11 напряжения включен, В этом случае, если температура объекта меньше tj,

то напряжение, снимаемое с термодатчика 4, больше выходного напряжения источника 7 опорного напряжения, при этом напряжение на выходе дифференциального усилителя 12 положительно

по знаку, а по величине прямо пропорционально разности требуемой температуры t и истинной температуры объекта, т,е. в зависимости от величины этой разности изменяется мощность, подводимая к нагревателю. Если же в этом случае (tj,) температура объекта больше температуры tj, то выходное напряжение дифференциального усилителя 12 отрицательно,

и dHO ограничивается ограничителем

13на нулевом уровне, и нагреватель

14выключен, так как опорное напряжение, поступающее на регулятор напряжения 11, равно нулю.

Положительным эффектом устройства по сравнению с известным является повышение точности термостабилизации достигаемой путем пропорционального регулирования в случае, если температура нагревателя находится в допустимой зоне температур t..,tg. Вне этого промежутка регулирование является позиционным, т.е. термостабилизатор перестраивает закон управ- ления в зависимости от условий внешней среды. В устройстве исключается возможность перегрева нагревателя и объекта регулирования.

Формула изобретения

Термостабилизатор, содержащий нагреватель, первый и второй компараторы, первый, второй и третий источники опорного напряжения, источник по стоянного напряжения, термодатчик нагревателя и термодатчик объекта, размещенные соответственно на нагревателе и на объекте термостабилизации и

20

, 25

другие смежные плечи котор ключены задающие резисторы первая точка входной диаго заземлена, а вторая связан источника постоянного напр ходы первого и второго ист опорных напряжений связаны входами соответствующих ком первые выходы которых подкл точке выходной диагонали мо торой соединен термодатчик ля, отличающийся что, с целью повышения точн мостабилизатора, в него вве мент ИЛИ, ключ и по.следова соединенные дифференциальны тель, ограничитель и регуля жения, выходом подключенный вателю, а управляющим входо ходу элемента ИЛИ, второй в рого подключен к выходу вто паратора, а первый вход - к первого компаратора и управ входу ключа, через который источник опорного напряжени нен с вторым входом диффере усилителя, первый вход кото зан с клеммой выходной диаг та , к которой подключен тер

включенные в смежные плечи моста, в -30 объекта термостабилизации.

Редактор Э,Слига«

Составитель Л.Птенцова

Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 7439/45 Тираж g ZПодписное

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

5

W

20

25

другие смежные плечи которого подключены задающие резисторы, причем первая точка входной диагонали моста заземлена, а вторая связана с выходом источника постоянного напряжения, выходы первого и второго источников опорных напряжений связаны с вторыми входами соответствующих компараторов, первые выходы которых подключены к точке выходной диагонали моста, с которой соединен термодатчик нагревателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности термостабилизатора, в него введены эле мент ИЛИ, ключ и по.следовательно соединенные дифференциальный усилитель, ограничитель и регулятор напряжения, выходом подключенный к нагревателю, а управляющим входом - к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора, а первый вход - к выходу первого компаратора и управляющему входу ключа, через который третий источник опорного напряжения соединен с вторым входом дифференциального усилителя, первый вход которого связан с клеммой выходной диагонали моста , к которой подключен термодатчик

-30 объекта термостабилизации.

Изобретение может быть использовано для поддержания с высокой точностью температуры в термостате кварцевого генератора. Цель изобретения - повьшение точности термостабилизатора. Термостабилизатор содержит эле- :мент ИЛИ 10, дифференциальный усилитель 12J ограничитель 13, управляемый ключ 15 и регулятор напряжения 11, выходом подключенный к нагревателю 14, вход управления включением регулятора напряжения 11 соединен с выходом элемента ИЛИ 10, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора 9, а первый,- к выходу первого компаратора 8 и входу управления ключевым элементом 15, первый вход дифференциального усилителя 12 связан. с точкой выходной диагонали моста, к которой подключен термодатчик 4 объекта тepмqcтaбилизaции,второй вход дифференциального усилителя 12через ключевой элемент 15 соединен с выходом третьего источника опорного напряжения 7, а выход дифференциального усилителя 12 через ограничитель 13 соединен с входом подключения опорного напряжения регулятора 1 напряжения. 2 ил. а « (Л /f (рие.1