Способ регулирования температуры и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к прецизионному термостатированию и может быть использовано при регулировании температуры с использованием принципа компенсации статической ошибки терморегулирования в случае, когда датчик температуры .расположен не на объекте термостатироаания.

Цель изобретения - повьшение точности регулирования за счет компенсации статической ошибки.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего способ регулирования температуры; на фиг.2 - схема измерения зависимости статической ошибки термостата от темпрраТуры окружающей среды.

Устройство содержит термостат 1 с камерой 2, нагреватели 3, датчик 4 температуры,датчик 5 температуры.

окружающей среды, перепрограммируемое запоминающее устройство (ПЛЗУ) 6, за- датчик 7 температуры, регулятор 8, сумматор 9, аналого-1дафровой преобразователь (АЩ1) 10 и цифроаналоговый . преобразователь (ПАП) 11. Для измерения зависж-юсти статической ошибки термостата от температуры окружающей среды используются также аналого- цифровые преобразователи 10, 12, и 13, блок 14 вычитания, таймер 15 и эталонный датчик 16 температуры.

Регулирование температуры производят следующим образом.

Перед началом регулирования определяют зависимость статической ошибки термостата от температуры окружающей среды, для чего помещают термостат в климатическую камеру не показана) , температуру в которой изме4 :О сл

s

00

няют во всем возможном диапазоне температур внешней среды, при этом на внешней позерхиости термостата 1 устанавливают датчик 5 температуры окружающей среды. Б центре терморегулируемой области ToBj в центре рабочей камеры 2f где необходимо поддерживать температуру постоянной, помещают эталонный датчик 16 температуры, при этом выходы датчиков 16 и 4 через АЦП 10 и 12 соответственно подключены к.входам блока 14 вычитания, а выход датчика 5 температуры

через АЦП ГЗ соединен с адресной пш- 5 в точке расположения датчика 4, а на

ной ГШЗУ 6f длина данных которого подкл очена к выходу блока 14 вьгчита- ния, а вход управления записью - к выходу таймера 14 и входам строби- рования АЦП SOj 12 и 13 « Температуру климатической камеры вьгоодят на минимальное значениеj а по команде Пуск линейно изменяют до , верхнего значенияj при этом регулятор 8 поддерживает температуру камеры 2, однако при различньк температурах внешней среды статическая ошибка термостатчрования различна, и она характеризуется выходньпй кодом блока 14 вычитания а выходной код АЦП 12 характеризует температуру внешней средьь

Через одинаковь е промежутки времени в Ш13У 6 в последовательные

выходе датчика 5 - сигнал, пропорциональный температуре внешней среды, поэтому с выхода ППЗУ 6 считывается код сигнала коррекции, величина 20 которого зависит от сипела датчика 5, преобразованного при помощи АЦП

10 в цифровой код.:

Код сигнала коррекции с выхода Ш13У 6 преобразуется в аналоговый

25 сигнал при помощи ЦА11 11 и пос упает .на второй вход сумматора 9, на первый вход которого поступает сигнал с выхода датчика 4 температуры. Таким образом, в каждый момент времени

30 вырабатьшаемое на выходе сумматора 9 напряжение пропорционально не температуре точки, в которой расположен датчик 4-, а температуре точки камеры 2, в которой расположен объект.тер

среды, измеренной датчиком 5 температуры. Сигнал коррекции суммируется с сигналом датчика 4 так, что их сумма, являющаяся сигналом обратной связи для регулятора 8,сопределяет истинное значение температуры в центре камеры 2.

Устройство, реализующее предложенный способ-, работает следующим образом.

При работе термостата 1 на выходе датчика 4 вырабатьюается сигнал, пропорциональный температуре камеры 2

выходе датчика 5 - сигнал, пропорциональный температуре внешней среды, поэтому с выхода ППЗУ 6 считывается код сигнала коррекции, величина которого зависит от сипела датчика 5, преобразованного при помощи АЦП

10 в цифровой код.:

Код сигнала коррекции с выхода Ш13У 6 преобразуется в аналоговый

сигнал при помощи ЦА11 11 и пос упает .на второй вход сумматора 9, на первый вход которого поступает сигнал с выхода датчика 4 температуры. Таким образом, в каждый момент времени

вырабатьшаемое на выходе сумматора 9 напряжение пропорционально не температуре точки, в которой расположен датчик 4-, а температуре точки камеры 2, в которой расположен объект.тер

Изобретение относится к терморегулированию и может быть использовано при создании термостатов. Способ обеспечивает повышение точности регулирования за счет компенсации аналитической ошибки термостата по предварительно измеренной зависимости статической ошибки от температуры окружающей среды. Устройство, реализующее способ, содержит датчик температуры термостата и последовательно соединенные датчик температуры окружающей среды, АЧП, ППЗУ и ЦАП. Выходы ЦАП и датчика температуры подключаются к входам сумматора, выход которого соединен с регулятором, подключенным выходом к нагревателям. 2 ил.

лчейки осуществляют запись кода, про- 35 мостатирования, что приводит к точ- порционального статической ошибке, ной компенсации термостата, т.е в при этом путем стробированкя АЦП 10, сигнале обратной связи, снимаемом с

12 и 13 добиваются неизменности их- вьЕкодньк кодов в момент закиси. Таким образом,, в ППЗУ 6 хранятся коды кор- 40 рекцки в функции температуры окружаю- ® щей среды. Далее датчик, 5 темпера-. Typbij АЦП 13 и ППЗУ 6 вкл оча5отся в систему рег ул%розания так1&: образом, что . ППЗУ 6 работает в режиме считывания, и его вь ходной сигнал, суммируясь с сигналом датчика 4 темпера- TypMs обеспечг-шазт независимость точности термостатирования от тe шepaтy- ры .внешней среды,,„

При работе термостг..га в режиме регулирования температуры производится непрерывное измерение температуры . внешней среды помощи датчика 5 температуры., помещенного на внешней поверхности термостата 1, Из ППЗУ 6 с заданной дискретностью считывается сигнал коррекции, величина которого определяется температурой внешне

выхода сумматора 9, нет паразитной составляющей, зависящей от температуры окружающей среды, так как в зависимости от нее 1ШЗУ 6 вырабатывает различные коды коррекции.

Поэтому упра|рляющее воздействие регулятора 8 при любых температурах

45 внешней среды пропорционально только разности между заданной и истинной температурами объекта, а ошибка, вно симая в сигнал управления из-за расположения датчика 4 не на объекте управления, полностью компенсируется при всех возможных темпрратурах окру жающей среды выходным сигналом ППЗУ 6, исходной сигнал регулятора 8 воздей- С -1гвует Hd нагреватели 3 и этим подJJ epживaeт заданнве значение темпера- туры в камере термостата в месте рас положения атермостатируемого объекта.

Способ регулирования и устройство его реализующее, обеспечивают высо

выхода сумматора 9, нет паразитной составляющей, зависящей от температуры окружающей среды, так как в зависимости от нее 1ШЗУ 6 вырабатывает различные коды коррекции.

Поэтому упра|рляющее воздействие регулятора 8 при любых температурах

внешней среды пропорционально только разности между заданной и истинной температурами объекта, а ошибка, вно-, симая в сигнал управления из-за расположения датчика 4 не на объекте управления, полностью компенсируется при всех возможных темпрратурах окружающей среды выходным сигналом ППЗУ 6, исходной сигнал регулятора 8 воздей- С -1гвует Hd нагреватели 3 и этим под epживaeт заданнве значение темпера- . туры в камере термостата в месте расположения атермостатируемого объекта.

Способ регулирования и устройство, его реализующее, обеспечивают высокую

5 14957

точность термостатирования в широ,кок Диапазоне температур окружающей среды.°

Формула изобретения

целью повьшения точности регулирования за счет компенсации статической ошибки, корректирующий сигнал формируют по априорной зависимости статической ошибки термостата от температуры окружающей среды,

7

5

0

63б

с расположенкьг и в его камерз датчи- ком температуры и нагревателями, за- датчик температуры регулятор, сумматор и датчик температуры окружающей среды расположенный яа нкляей стенке термостата, причем датчик температуры подключен к одному из входов сумматора, подключенного выходом к одному из входов регулятора, другой вход которого подключен к выходу за- датчика температуры, отличаю- щ е ее я тем, что,.с целью повьшения точности регулирования за счет компенсации статической ошибки;, устройство содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, перепрограммируемое запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с Другим входом сумматора, а выход датчика температуры окружающей среды соединен с входом цифроаналогового преобразователя.

Фие.

еч| cv