Устройство для регулирования температуры Советский патент 1989 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к области автоматического регулирования температуры и, в частности, к устройствам для регулирования низлсих температур.

Целью изобретения является упрощение настройки.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы его работы.

Устройство содержит датчик 1 температуры, усилитель 2, широтно-импуль- сньм модулятор 3, усилитель 4 мощности,- широтно-импульсный демодулятор 5, релейный элемент 6, задатчик 7 температуры, первый исполнительный элемент 8 (например, нагреватель) и второй исполнительный элемент 9 (например, компрессор холодильной машины),

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (т.е. в момент подачи электропитания) на первом

входе широтно-импульсного юдулятора (ШИМ) 3 присутствует сигнал U

ср

с выхода датчика

и, (Т)/Т;, Т

прошедший через усилитель 2 (Т v температура в термокамере, в первьп1 момент равная те тературе окружающей среды Тер). На второй вход liHO-I 3 подано напряжение U с задатчика 7 (U Uj.;,), численно равное установившемуся значению сигнала U,, при температуре Т к Тдо - ST, где Тко - требуемое (заданное)значение температуры в камере; ST - величина статической

ОШИбкИс

При этом скважность О сигнала на выходе liHiM 3 Q , т.е. выходной сигнал LTiM 3 U фгкт1тчески равен и J/0 со О, и соответственно на выходе усилителя 4 мопиюсти, нагруженного на нагреватель 8, U4 О, выходной сигнал гшр отно-импульсного демо- дулятора 5 максимален и вкаю1 ает

01 00 00

3 14

лейный элемент 6, подсоединяющий компрессор 9 к силовой сети. Таким образом, при подаче электропитания нагреватель 8 вьислючен, компрессор 9 холодильной машины включен и температура в камере начинает понижаться.

При уменьшении температуры TK, начиная с некоторого значе:- ;1я на выходе иШМ 3 появляются импульсы напряжения со скважностью Q(T - - Т) ся (уменьшающейся с понижением TK), подтверждаюш:ие состояние демодулятора 5 (а значит, и элемен- та 6). При дальнейшем снижении температуры Т в камере, скважность Q иП-Ш 3 продолжает уменьшаться, а количество тепла, отдаваемого наг)ева- телем в камеру, увеличивается, компенсируя отбор тепла холодильной машиной, пока оба эти процесса не уравновесятся (фиг. 2) при Tk TKOВ дальнейшем регулирование температуры Т : происходит при работающей холодильной машине непрерывно с по- мош;ью нагревателя в зависимости от изменения скважности Q, зависящей в свою очередь от величины отклонения температуры в камере 1 от заданного значения . И только в случае, когда величина Q приближается к крайнему значению Q мин 1, т.е . нагреватель отдает количество тепла, близкое к максимальному, средний уровень напряжения на входе демоду- лятора 5 смещается так, что его выходной сигнал достигает величины, достаточной для перехода релейного элемента 6 в другое состояние, что приводит к отключению компрессора 9. Широтно-импульсный демодулятор может быть реализован в виде порогового элемента с гистерезисом, который меняет свое состояние при Q ;ь 1 и Q t оь .Возможна безгистерезисная реализация демодулятора, но тогда гистерезисом должен обладать релейный элемент 6. При повьшзении температуры, процесс повторяют.

Привязка сигнала включения и выключения компрессора 9 к скважности Q сигнала с выхода ШИМ 3, управляющего нагревателем, а не к выходному сигналу усилителя 2, устраняет необходимость в параллельном контуре

8

регулирования, не связанном со скважностью, KOTopbDi потребовал бы сопря- женин с основным контуром регулирования, что затрудняет настройку системы. Действительно, если холодильную машину выключать по уровню сигнала на выходе усилителя 2, то необходимо определить уровень этого сигнала при

Q 1 и, соответственно, настроить пороговое устройство, которым в данном случае надо заменить демодулятор 5 (аналогично известному устройству). Вместе с тем, речь идет о выключении.

холодильной машины на границе облас- . ти регулирования, а не о какой-то определенной температуре, о которой известно только то, что она должна быть ниже, чем . Срабатывание же

при О

О

1 может быть достигнуто вообще без настройки (при достаточно малых допусках на элементы демодулятора 5), что может привести лишь к потере практически не более

1% рабочего диапазона значений Q

(Q 100-1,1), соответствующего узкому интервалу значений разности Т - - Т k (обычно менее 1-3°С).

Таким образом, устройство обеспечивает при высокой точности и надежности регулирование низких температур и несложно при этом в настройке.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задат- чик. температуры, усилитель, последовательно соединенные широтно-импульсньш модулятор, усилитель -мощности и первьй исполнительный элемент, а также последовательно соединенные релейный элемент и второй исполнительный элемент, причем выход датчика

температуры через усилитель мощности соединен с одним из входов широтно- импульсного модулятора, другой вход которого подключен к выходу задатчи- ка температуры, отличающееся тем, что, с целью настройки, устройство содержит щиротно-импульс- ный демодулятор, подключенньй входом к выходу широтно-импульсного модулятора, а выходом - к входу релейного

элемента.

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры и, в частности, к устройствам регулирования низких температур. Цель изобретения - упрощение настройки. Уст-: ройство содерж11т широтно-дашульсный регулятор температуры, к выходу которого через усилитель подтсчючен первьв исполнитачьньй элемент (нагреватель), и обеспечивает упрощение настройки за счет подключения к зькоду широтно- иг-тульсного модулятора, широтно-им- пульсного демодулятора, управляющего через релейный элемент втчэрым исполнительным элементом (компрессорсм холодильной машины). 2 ил„

(tiue.l

II

iinnnnnf|ininnnin t