Устройство для программного регулирования температры Советский патент 1988 года по МПК G05D23/19 

00

.4

Изобретение относится к области автоматического регулирования температуры и может найти применении в прецизионных регуляторах с программные заданием температуры. Устройство содержит перестраиваемый при помощи программно-управляемой резистивной матрицы мост, выходной сигнал которого поступает на блок сравнения, управляющий через блок управления исполнительным элементом, и обеспечивает повышение точности за счет наличия блока преобразователя кодов, формирующего фиксированный диапазон регулирования по сигналу заданных температур и состоящего из преобра- зователя двоичного кода в двоично- десятичный и двоично-десятичного - в двоичный код и формирователя двоично-десятичной декады. Блок сравнения при этом управляется выходным сигналом блока преобразовате Гя кодов и содержит аналого-цифровой преобразователь, два элемента памяти, два сумматора, цифровой компаратор и реверсивный счетчик. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. i (Л

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры и может найти применение в прецизионных регуляторах температуры с программным заданием температуры, преимущественно в устройствах технологических испытаний различных изделий электронной техники.

Целью изобретения является повы-- шение точности.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2 - пример вьптол- нения блока управления.

Устройство для программного регулирования температуры содержит за- датчик 1 температуры, блок 2 преоб-- разования кодов, резистивную матрицу 3, включенную в опорное плечо резистивного термочувствительного моста 4, дифференциальный усилитель 5, блок 6 сравнения, блок 7 управления, исполнительный элемент 8, первый элемент 9 памяти, дешифратор 10, коммутатор П. Блок 2 преобразования кодов содержит преобразователь 12 двоичного кода в двоично- десятичный, первый преобразователь 13 двоично-десятичного кода в двоичный, формирователь 14 двоично-десятичной декады, второй преобразователь 15 двоично-десятичного кода в двоичный. Блок 6- сравнения содержит второй элемент 16 памяти, третий 17 элемент памяти, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 18, первый и второй сумматоры 19 и 20, цифровой компаратор 21, реверсивный счетчик 22, обеспечивающий формирование цифрового сигнала управления.

Блок 7 управления содержит управляемый генератор высокочастотньк импульсов, выполненный на интегральном триггере 23, конденсаторе 24 и резисторе 25, причем на вход И 1 триггера 23 приходят сигналы с выхода формирователя 22 цифрового сигнала регулирования, а на вход И 2 триггера 23 приходят синхроимпульсы, совпадающие с моментом перехода напряжения питающей сети через О. На выходе триггера 23 формируется пакет высокочастотных импульсов, равный длительности синхроимпульсов, поступающих на вход И 2 триггера 23, совпадающий с моментом перехода напряжения питающей сети через О и необходимый для гарантированного запуска симисторов исполнительного

элемента 8. Инвертор 26 и резистор 27 управляют работой диодного оптро- на 28, необходимого для гальваничес- кой развязки цепей управления. Им- пульсньй усилитель на транзисторах 29, 30 и 31, диодах 32 и 33, резисторах 34 - 37 и импульсном трансформаторе 38 своими выходами подключен

0 управляющим входам исполнительного элемента 8.

Устройство работает следующим образом.

Задатчик 1, выполненный программ5 ным, на своих выводах формирует цифровой код, соответствующий значению температуры регулирования согласно обрабатьшаемой программе. Код подается на вход блока 2 преобразования

0 кодов и на третий вход блока 6 сравнения. Преобразователь 12 блока 2 )преобразует восьмиразрядный двоичный код, содержащий информацию о значении температуры регулирования с точ5 иостью до единиц градусов и поступающий с второго выхода задатчика 1, в двоично-десятичный код. Две старшие декады двоично-десятичного кода, содержащие информацию о сотнях и

0 десятках градусов, поступают на преобразователь 13, который осуществляет их преобразование в четырехраз- рядньш двоичный код, необходимый для формирования фиксированного диапас зона регулирования температуры при помощи дешифратора 10, релейного коммутатора 11 и резистивной матрицы 3 , а младшая двоично-десятичная декада, содержащая информацию о еди0 ницах градусов, и дополнительная двоично-десятичная декада с выхода формирователя 14, обеспечивающая задания значения температуры регулирования в пределах сформированного

5 фиксированного диапазона регулирования с точностью до десятых долей градуса, поступают на преобразователь 15, который осуществляет их преобразование в восьмиразрядньй двоичный код.

Резистивная матрица 3 перестраивает термочувствительный мост 4 для измерения температуры в фиксированном диапазоне регулирования температур, сформированном в соответствии с цифровым кодом, поступающим на вход дешифратора IО через первый элемент 9 памяти с второго выхода блока 2 преобразования кодов. Мост

0

5

4преобразует величину измеряемой температуры в электрический аналого- вый сигнал, поступающий на вход дифференциального усилителя 5.

С выхода дифференциального усилителя 5 усиленный и отфильтрован- . ных от помех аналоговый сигнал, соответствующий величине измеряемой температуры в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования, поступает на первый вход программируемого блока 6 сравнения. Последний преобразует поступающий с выхода дифференциального усилителя

5аналоговьй сигнал с помощью АЦП 18 в цифровой код, соответствующий истинному значению температуры в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования температуры согласно отрабатьшаемой программе.

Элемент 17 памяти блока 6 сравнения хранит цифровой код, соответствующий значению заданной температуры регулирования иt,полученный от программного задатчика 1, элемент 16 памяти хранит цифровой код, соответствующий значению температуры регулирования bt.g в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования температуры согласно отрабатьшаемой программе, сумматор 20 вычисляет значения tpg,.- tpg , сумматор 19 в соответствии с цифровым кодом, поступающим с выхода А1Д1 18 и соответствующим измеренному значению температуры utjj|.j в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования температуры согласно отрабатываемой программе, вычисляет истинное значение температуры в камере тепла ( оет

+ йЧцп

Цифровой компаратор 21 сравнивает выходной код сумматора 19 с цифровым кодом, соответствующим значению заданной температуры регулирования ut и поступающим с элемента 17 памяти, и вырабатьшает на своем выходе цифровой код, соответствующий разности температур заданной и измеренной t -(tper tper йtдцn .

Выходной код цифрового компаратора 21 поступает на реверсивный десятиразрядный двоичный счетчик 22, причем параметры регулирования для различных значений температур, задаваемых программой, формируются программируемым блоком 6 сравнения программным способом.

Выходной код сумматора 19 используется для индикации истинного значения температуры в рабочем объеме камеры тепла. С выхода блока 6 сравнения цифровой сигнал регулирования поступает на вход блока 7 управления, который формирует соответствующий сигнал управления, подаваемый с выхода блока 7 управления на вход исполнительного элемента 8, причем в целях исключения коммутационных

5 помех сигнал управления формируется в моменты перехода напряжения питающей сети через О.

Программный задатчик 1 может быть выполнен на декадных программных

0 переключателях.

Использование изобретения обеспечивает возможность плавного регулирования температуры в широком диапазоне с высокой точностью во всем

5 рабочем диапазоне задания температур путем автоматического формирования фиксированного диапазона регулирования температуры, автоматической установки параметров регулирующего

0 блока, осуществляющего пропорционально-интегрально-дифференциальныйзакон регулирования при минимальном использовании аппаратных средств, используемых в качестве функциональ ных преобразователей параметров регулятора.

Формула изобретения

Q 1. Устройство для программного регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные ре- зистивный термочувствительный мост и дифференциальный усилитель, послеу довательно соединенные блок сравнения, блок управления и исполнительный элемент, последовательно соединенные первый элемент памяти, дещиф- ратор, коммутатор и резистивную мат- рицу, а также задатчик температуры, причем резистивная матрица включена в опорное плечо термочувствительного моста, а тактовьй вход блока управления соединен с сетью переменного тока, отличающеееся тем, что, с целью повьщ1ения точности, устройство содержит блок преобразования кодов, а первый вход блока сравнения подключен к выходу

513

дифференциального усилителя, второй вход блока сравнения связан с первым выходом блока преобразователя кодов, второй выход которого соединен с входом первого элемента памяти, а третий вход блока сравнени я подключен к выходу задатчика температуры и входу блока преобразования кодов.

46

та памяти, а выход цифрового компаратора через реверсивный счетчик соединен с выходом блока.

фие.{

От SAOHH сравнения 6

К исполнительному/ элементу €

Фиг. г