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

г

4: 00 00 CD СХ

сд

3U93

во содержит датчик 1 температуры, подключенный через блок управления 2 к управляющему входу основного ис- полннтельного элемента 3, включенного последовательно с нагр.евателем 4. Устройство для регулирования температуры содержит также блоки формирования задержки 6, дополнительные исполнительные элементы 7 и дополнительные нагреватели 5, Первые входы блоков формирования задержки и первые выходы дополнительных исполнительных элементов соединены с выходом основного исполнительного элемента. Выходы бло-

ков формирования задержки подключены к управляющим входам дополнительных исполнительных элементов, вторые выходы которых соединены с дополнительными нагревателями и с вторыми входами блоков формирования задержки. Блок формирования задержки содержит ограничительный резистор 8 и накопительный конденсатор I1, вывод которого подключен к выходу диода сброса 9 и первому входу элемента сравнения 10, Второй вход элемента сравнения соединен с вторым выводом ограничительного резистора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области автоматического регулирования неэлектрических величин, обеспечивает отслеживание требуемых температур нескольких объектов регулирования и повышение точности регулирования температур объектов, находящихся в сходных условиях. Для этого устройство содержит датчик 1 температуры, подключенный через блок управления 2 к управляющему входу основного исполнительного элемента 3, включенного последовательно с нагревателем 4. Устройство для регулирования температуры содержит также блоки формирования задержки 6, дополнительные исполнительные элементы 7 и дополнительные нагреватели 5. Первые входы блоков формирования задержки и первые выходы дополнительных исполнительных элементов соединены с выходом основного исполнительного элемента. Выходы блоков формирования задержки подключены к управляющим входам дополнительных исполнительных элементов, вторые выходы которых соединены с дополнительными нагревателями и с вторыми входами блоков формирования задержки. Блок формирования задержки содержит ограничительный резистор 8 и накопительный конденсатор 11, выход которого подключен к выходу диода сброса 9 и первому входу элемента сравнения 10. Второй вход элемента сравнения соединен с вторым выводом ограничительного резистора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к автомати- ческому регулированию неэлектрических величин, в частности температуры с использованием электрических v средств, и может быть использовано в системах термостатирования несколь ких объектов регулирования, находящихся в сходных условиях.

Цель изобретения - повьппение точности регулирования температур объектов, находящихся в сходных условиях.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - эпюры напряжения, поясняющие работу, устройства.

Устройство для регулирования тем- пературы содержит датчик температуры 1, блок управления 2, включенный последовательно с основным исполнительным элементом 3, например, транзистором, выход которого подключен к основному нагревателю 4, и дополнительные нагреватели 5, блоки формирования задержки 6 и дополнительные исполнительные элементы 7, например, транзисторы.

Блок формирования задержки 6 содержит ограничительный резистор 8, который подключен к аноду диода сброса 9, к первому входу элемента сравнения 10 и через накопительный конденсатор 11 соединен с-катодом третьего диода 12 и с анодом второго диода 13. Катод второго диода 13 подключен к катоду третьего диода 14 и к катоду стабилитрона 15, анод которого соединен с анодом первого диода 12 и подключен к общему концу устройства. Анод третьего диода 14 соеди

ней со вторым входом элемента сравнения 10.

Элемент сравнения 10 выполнен на резисторе 16 (первый вход элемента сравнения 10, который подключен к базе транзистора 17, эмиттер которого соединен с анодом третьего диода 14 (вторым входом элемента сравнения 10). Коллектор транзистора 17 через резистор 18 соединен с выводом питания устройства, а через стабилитрон 19 к резистору 20. Другой конец резистора 20 (выход блока формирования задержки 6, через резистор 21 соединен с общим концом устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При минимальной температуре окружающей среды транзистор основного исполнительного элемента открыт, основной нагреватель 4 рассеивает макси мапьную мощность компенсируя теплоотдачу с поверхности основного объекта регулирования. При этом

Нмлкс

- С -ОТсл всм«н

).

0

где К - коэффициент, характеризующий условия теплоотдачи и геометрические размеры основного объекта отслеживания;toTCA температура отслеживания

основного объекта регулирования; -ос мим минимальная температура

окружающей среды.

Конденсаторы 11 практически не за- ряжены и транзисторы 17 элементов сравнения 10 закрыты. Через открытые

514

транзисторы 7 дополнительных исполнительных элементов и через основной исполнительный элемент 3 текут токи дополнительных нагревателей 5. При этом сопротивления дополнительных нагревателей 5 так же, как и в известном устройстве, выбираются таким образом, чтобы мощности, рассеиваемые ими при минимальной температуре окру- жающей среды компенсировали теплоотдачу с поверхности дополнительных объектов регулирования при требуемой температуре отслеживания:

РНМЯКС; 1 1 i ос мин )

КХ t

Н t

R

j ( t втсл « -ОС ми Н

где Kj - коэффициент, характеризую- щий условия теплоотдачи и геометрические размеры i-ro дополнительного объекта регулирования; R . - сопротивление i-ro допол-

нительного нагревателя; STCA Г требуемая температура отслеживания i-ro дополнительного объекта регулирований. При температуре окружающей среды ос с миН канал отслеживания температуры основного объекта формирует режим работы основного исполнительного элемента, при котором средняя мощ- ность, рассеиваемая основным нагревателем А, компенсирует теплоотдачу с поверхности основного объекта регулирования при его температуре, равной требуемой температуре отспеживания;

РНСР- K(t

от ел -ос

)

Т --С

плане

где Т

-период сигнала, формируемого основным исполнительным элементом 3;

-время закрытого состояния основного исполнительного элемента 3.

Конденсатор 1I блока формирования задержки 6 заряжается во время закры- того состояния транзистора 3 (эпюра 2, фиг.2), через первый диод 13 и стабилитрон IS, до напряжения V, равным при tjoA значению:

i V, - v,.+ (Е„ - Vc-r)

где

wr

- постоянная цепи заряда конденсатора 11;.

VCT i - напряжение стабилитации стабилитрона 15;

X

Е - напряжение питания устройства.

При этом транзистор 17 элемента сравнения открыт, а транзисторы дополнительных исполнительных элементов 7 закрыты.

Как только транзистор 3 откроется, конденсатор 11 начнет разряжаться через открытый транзистор 3 и пе- первый диод 12. При напряжении на . конденсаторе 11, равным V,-j, закрывается транс/истор 17 и открывается транзистор 7 пополнительного исполнительного элемента..Конденсатор И быстро разряжается через диод сброса 9 и транзистор 7.

Время задержки Гддд;, формируемое ко нденсатором I 1, определяется выражением:

ЭЯА 1

XI

ет I

У

Поэтому время закрытого состояния дополнительного исполнительного элемента будет равно:

XI 1 . /п ЕП f i «-J Ve,..

Мощность рассеиваемая дополнительным нагревателем определяется выражением:

р р Il5j« НI тацс , р

При Еп

tore - t ее

Л

ет(

втс

.{- t,

ОС мин

мощность дополнительного нагревателя равна

н«

I MOIKC I

tcTCA.i.

tgTCA i ee MJ«H

5С

55

Таким образом, мощность, рассеиваемая дополнительным нагревателем, будет умеиьщена до величины, компенсирующей теплоотдачу с поверхности дополнительного объекта регулирования при его температуре, равной температуре отслеживания.

При температуре окружающей среды tge , конденсатор 11 разряжается до Напряжения, равного напряжению стабилитрона 15 в тот момент времени

когда транзистор 3 основного исполнительного элемента закроется, и дополнительный нагреватель не будет рассеивать мощность (фиг,2).

Следовательно, выбирая стабилитрны блоков формирования задержки с напряжением стабилизации:

..t отел, i - toe. «АМН

Чг,- Ьп

1- втсл -oc мин

И сопротивления дополнительных наг- ревател ей:

КtoTCA toe ММИ

Hi

Hi -отслл t ОС /ими

можно осуществить отслеживание требуемых температур нескольких объектов регулирования без изменения и;: в диапазоне температур окружающей среды.

Положительный технический эффект от использования изобретения заключается в повьппении точности регулирования температуры дополнительных объектов, за счет компенсации изменения температур регулирования дополнительных объектов при изменении температуры окружающей среды.

Формула изобретения

входам блоков формирования задержки и к выводу цепи последовательно соединенных попарно дополнительных нагревателей и исполнительных элементов, выходы блоков формирования задержки

подключены к управляющим входам соответствующих дополнительных исполнительных элементов, выходы которых соединены с входами сбросов соответствующих блоков формирования задержки,

2, Устройство поп.1#1отличаю щ е е с я тем, что блок формирования задержки содержит ограничительный резистор, одним выводом подключенный к входу блока, а другим - к

аноду диода сброса, катод которого является входом сброса блока, элемент сравнения, выход которого является выходом блока, накопительный конденсатор, диоды и стабилитрон, причем

второй вывод ограничительного резистора и первый вывод накопительного конденсатора соединены с первым входом элемента сравнения, второй вывод накопительного конденсатора соединен через встречно включенные первый и второй диоды с вторым входом элемента сравнения, через третий диод - с общей шиной и анодом стабилитрона, катод которого подключен к точке

соединения первого и второго диодов,

П

Г

ftia.Z