Устройство для регулирования температуры Советский патент 1987 года по МПК G05D23/19 

.Изобретение относится к системам автоматического регулиръвания температуры в замкнутых объемах с незначительной тепловой инерцией и, в частности, предназначено для термостати- рования радиотехнической аппаратуры.

Цель изобретения - повышение быстродействия ,

На чертеже представлена структур- ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит опорный 1 и термочувствительный 2 генераторы, смеситель 3, управляемый делитель 4 частоты, задатчик 5, формирователь 6 ймпул:Йсов, ре истр 7 сдвига, дешифратор 8, однощ йбраторы 9 и 10, цспол- нительный элемент 11 и нагреватель 12, при этом, опорного 1 и тер- моч вствительног о 2 генераторов сое- динены с входами смесителя 3, выход которого соединен через формирователь 6 с информационным входом регистра 7 сдвига, первый, второй и третий выходы которого соединены с соответствую- 25 вход формирователя 6, который формищими входами дешифратора 8, Выход опорного Генератора 1 дополнительно соединен с первым входом -управляемог делителя 4 частоты, другой вход которого соединен с выходом задатчика 5,- а выход управляемого делителя 4 частоты соединен с тактовым входом регистра 7 сдвига, а первый и второй выходы дешифратора 8 через соответствующие вибраторы 9 и 10 соединены с входами исполнительного элемента 11, выход которого соединен с нагре- |вателем 12, а выход формирователя 6 соединен с четвертым входом дешифратора 8.

В состав регистра 7 сдвига входят три последовательно включенных триггера 13-15, информационный вход регистра 7 сдвига соединен с D-входом первого триггера 13, тактовые входы трех триггеров объединены и являются тактовым входом регистра 7, прямые выходы первого 13, второго 14 и инверсный выход третьего 15 триггеров являются соответствующими выходами регистра 7 сдвига.

В состав дешифратора 8 входят два элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 16 и 17, инвертор 18 и два элемента И 19 к 20.

Первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕ ИЛИ являются первым и вторым входом дешифратора 8, вторые входы тех же элементов объединены и являются третьим входом дешифратора, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первыми входами элементов И 19 и 20, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17- соединен с вторыми входами элементов И, причем для первого элемента И 19 непосредственно, а для второго элемента И 20 - через инвертор 18, третьи входы первого и второго элементов И объединены и являются четвертым входом дешифратора, нагреватель 12 выполнен двухсекционным и содержит секции 21 и 22.

Устройство работает сле.дующим образом.

Сигналы с опорного 1 термочувствительного 2 генераторов поступают на входы смесителя 3, где вьщеляется разностный по частоте сигнал, одно- временно сигнал опорного генератора 1 | поступает на вход управляемого делителя частоты, .коэффициент деления которого задается задатчиком 5. Сигнал с выхода смесителя 3 поступает на

5

рует прямоугольные импульсы, поступающие одновременно на D-вход первого триггера 13, входящего в состав регистра 7, и на четвертый вход дешиф0 ратора 8. . .

Б исз одном состоянии частота разностного сигнала зависит от температуры в рабочем объеме термостатйруе- мого объекта, причем эта частота ниже частоты, поступающей на тактовьй вход регистра 7 сдвига. По мере прогрева термостатируемого объема частота разностного сигнала приближается к частоте, снимаемой с выхода управляемого

0 делителя чг стоты, и при достижении в контролируемом объеме заданной температуры, частота сигнала, поступающего на тактовый вход регистра 7, должна быть ровно в четыре раза выше

5 частоты, поступающей с выхода смесителя 6, а назначение дешифратора 8 зафиксировать момент,, когда частоты входных сигналов находятся в указанном соотношении. В этом случае на выходах дешифратора 8 нет никаких

0

5

сигналов, а на Ешгревателе 12 поддерживается мощность подогрева, соответствующая минимальной температуре (режим слабого, медленного остывания). В случае, если частота сигнала с формирователя 6 больше указанного соотношения незначительно (режим слабого перегрева), то на выходах регистра 7 и входах дешифратора появляется такая

комбинация кодов, при которой на вход одноБибратора 10 поступают редкие импульсы, которые проходят на второй вход исполнительного элемента 11 и на короткое время выключают секцию 22 нагревателя,. обеспечивающую минимальную мощность подогрева, температура в контролируемом объеме начинает падать быстрее. Если температура в заданном объеме значительно вьше заданной, то импульсы на вход одновибратора поступают настолько часто, что одновибратор не успевает возвратиться в исходное состояние,

и

секция 22 полностью отключается подогрев прекращается.

Если частота на входе регистра 7 и дешифратора 8 ниже необходимой (режим слабого недогрева), то на входе одновибратора 9 появляются редкие им

пульсы, и с помощью одновибратора 9 сигналом по первому входу исполнительного элемента 11 подключается секция 21 нагревателя. При значительном недогреве импульсы на входе одновибратора 9 появляются настолько часто,, что этот одновибратор не успевает возвратиться в исходное состояние, и форсирующая подогрев секция 21 нагревателя включена постоянно, обеспечивая быстрый нагрев термоста- тируемого объема, и только при четком равенстве входных сигналов 4:1 на соответствующих входах регистра 7 на исполнительный элемент 11 не поступает никаких сигналов, и нагреватель 12 работает в режиме медленного ос тыва- ния при минимальной мощности подогрева.

Поскольку указанные соотношения на .входах регистра 7 и дешифратора 8 для сигналов сохраняются на любых частотах, то регулируя с помощью

управляемого делители 4 частоту ойор- одновибраторы связаны с входами исного сигнала, можно регулировать в достаточно широких пределах-рабочую температуру в заданном термостатируе- мом объеме.

Предлагаемое устройство обеспечи- д„ вает повышение быстродействия за счет

полнительного элемента, параллельно выходам которого подключена одна из секций нагревателя, а другая секция нагревателя соединена с одним из выходов исполнительного элемента и шиной питании.

328800

повышения крутизны преобразования входных сигналов и фазового детектирования значения температуры, соответствующей заданной, может применяться с датчиками температуры при повышении частоты от температуры и также при понижении частоты датчика от понижения температуры, для этого 1Q необходимо только отслеживать за согласованным подключением первого и второго выходов дешифратора 8, и устанавливать с помощью управляемого делителя частоты сигнал на входе ре- 15 гистра 7 Bbmie или ниже частоты сигнала на входе формирователя 6.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее опорный и термо- чувствительньй автогенераторы, последовательно соединенные смеситель и формирователь импульсов, управляемый

делитель частоты, задатчик, дешифратор, исполнительный элемент и нагреватель, причем выход опорного автогенератора подключен к одному тактовому входу управляемого делителя частоты, управляющий вход которого связан с выходом задатчика, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит регистр сдвига и два одновиб

ратора, а нагреватель вьтолнен двухсекционным,, причем выход управляемого делителя частоты соединен с тактовьгм входом регистра сдвига, информационный вход которого связан с выходом формирователя импульсов и одним из входов дешифратора, другие выходы которого подключены к соответствующим выходам регистра сдвига, а выходы дешифратора через соответствзтощие

полнительного элемента, параллельно выходам которого подключена одна из секций нагревателя, а другая секция нагревателя соединена с одним из выходов исполнительного элемента и шиной питании.

Л

Изобретение относится к системам автоматического регулирования температуры в замкнутых объемах с малой тепловой инерцией. В устройство, содержащее опорный и термочувствительный автогенераторы, частоты которых сравниваются на смесителе, выходной сигнал подается на формирователь импульсов, а выходной сигнал опорного автогенератора поступает на вход управляемого делителя частоты, с целью повышения быстродействия введены регистр сдвига и два одновибратора. При этом выходные сигналы управляемого делителя частоты и формирователя импульсов поступают на вход регистра, выходной сигнал которого обрабатывается дешифратором, выходы которого через одновибраторы подключены к входам исполнительного элемента, управляющего двухсекционнь1м нагревателем. 1 ил. (Л

I П

+126

g

ir А

-CD-ф

Редактор О,Головач

Составич ель Г.Крейман Техред М.Ходанич

Заказ 3488/50Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-по. шграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л. Бескид