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

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в устройствах для автоматической стабилизации тем- I пературы, в частности, в технологическом оборудовании производства полупроводниковых приборов,

Цель изобретения - повышение точности термостатирования устройства для регулирования температуры.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для регулирования температуры; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - схема шины Сброс,

Устройство для регулирования температуры содержит задатчик 1 и датчик 2 температуры, элемент 3 сравнения, первый 4 и второй 5 RS-триггеры, усилитель 6, симистор 7, источник 8 питания, нагреватель 9, формирователь 10 импульсов, элемент 2 И-НЕ 11, оптрон

12, первый 13 и второй 14 масштабные резисторы и шину Сброс 15,

Устройство для .регулирования тем- пературы работает следующим образом.

Прн включении питания второй RS- триггер 5.с помощью RC-цепочки шины Сброс Т5 (см.фиг. З) приводится в нулевое состояние и на его прямом выходе формируется сигнал О, Этот сигнал запирает светодиод оптрона 12, фотодиод оптрона не освещается и сопротивление его р-п-перехода во много раз больше величины сопротивления первого резистора 13, Коэффициент передачи отрицательной обратной связи усилителя 6 определяется суммарной величиной сопротивлений первого 13 и второго 14 резисторов. При этом козф-- фициент усиления регулятора - максимальный. Сигналы с задатчика 1 и датчика 2 температуры поступают на элемент- 3 сравнения (фиг, 2а), который осуО1

to

ел

Од

00 00

(цествляет сравнивание и усиление разностного сигнала управляющего первым S-триггером 4 (фиг, 2б),

При температуре объекта регулирования меньше заданной на выходе элемента 3 сравнения формируется О, кото10

15

20

25

)ый переключает первый RS-триггер в Циничное состояние (фиг, 2в). Сигнал 1 с прямого выхода первого RS-триг- irepa 4 поступает на первый вход элемента 2И-НЕ 11 и на S-вход второго ES-триггера 5, не изменяя его состояния.

На второй вход элемента 2И-НЕ 1i приходят импульсы (фиг, 2г), вырабатываемые формирователем импульсов 10 в конце каждого периода синусоиды (4иг, 2д) источника 8 питания,

В это же время на вход усилителя 6 поступает сигнал (фиг, 2е) 1 с выхода первого ЕЗ-триггера 4, Этот сигнал усиливается усилителем 6 и открывает симистор 7 в начале каждого периода синусоиды, I На фиг, 2ж показано изменение напряжения на нагревателе 9, Сигнал на управляющем электроде симистор а 7, la следовательно, и ток iepes него рав- ;ны максимальному значению, что обее- „ |печивает форсированный разогрев объек- |та,

; Импульсы С выхода элемента 2И-НЕ 11 Кфиг, 2з) поступают на R-вход первого RS-триггера 4, но не опрокидавают его, так как единичное состояние поддерживается уровнем О на его S-входе,

При заданном разогреве объекта ре- |Гулирования, т,е, при равенстве на- i пряжений с задатчика 1 и датчика 2 температуры, на входе элемента сравнения 3 формируется сигнал 1, Первый RS- триггер 4 опрокидывается импульсом с выхода элемента 2И-НЕ 11, На прямом

15256884

ко величиной сопротивления второго резистора 14, При этом коэффициент усиления регулятора уменьшается в несколько раз, С этого момента начинается режим статирования объекта регулирования.

Через некоторое время, когда температура объекта регулирования понизится и станет меньше заданной, на выходе элемента сравнения 3 появляется сигнал О, который устанавливает первый RS-триггер 4 в единичное состояние. Сигнал 1 с его выхода через усилитель 6 открывает симистор 7 и подключает нагрузку 9 к источнику 8 питания. Однако за счет того, что коэффициент усиления регулятора мал, симистор 7 открывается не полностью и амплитуда напряжения на нагревателе ограничена (фиг, 2ж),

За счет поддержания температуры с помощью малой амплитуды напряжения уменьшается перерегулирование и повышается точность статирования.

35

40

В исходное состояние второй.RS- триггер может вернуться только после повторного включения питания,

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задат- чик температуры, подключенные выходами к входам элемента сравнения, связанного своим выходом с S-входом первого RS-триггера, между выходом и R-входом- которого включен элемент 2И-НЕ, последовательно соединенные своими выводами симистор, нагреватель и источник питания, второй вывод которого связан с вторым выводом симистора через общую шину, усилитель, выход котброго

выходе первого RS-триггера 4 формиру- . подключен к управляющему электрода си «. .

ется сигнал О , который запирает элемент 2И-НЕ 11, опрокидывает в единичное состояние второй RS-триггер 5 и через усилитель 6 мощности закрывает симистор 7, отключая нагреватель 9 от .источника 8 питания. Сигнал 1 с вы- хода второго RS-триггера 5 открывает светодиод оптрона 12, Фотодиод оптро- на 12 начинает освещаться, его сопротивление уменьшается практически до нуля и шунтирует первый резистор 13, С этого момента коэффициент отрицательной обратной связи увеличивается, так как теперь он определяется толь55

мистора, формирователь импульсов, связанный своим входом с первым выводом источника .питания, а выходом - с втЬ- рым входом элемента 2И-НЕ, о т л и - чающееся тем, что, с целью по- вьш1ения точности, оно содержит второй RS-триггер оптрон и последовательно соединенные первый и второй масштабные резисторы, включенные между входом и выходом усилителя, причем светодиод оптрона включен между выходом второго RS-триггера и общей шиной, фотодиод оптрона подключен параллельно первому масштабному резистору, R

В исходное состояние второй.RS- триггер может вернуться только после повторного включения питания,

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задат- чик температуры, подключенные выходами к входам элемента сравнения, связанного своим выходом с S-входом первого RS-триггера, между выходом и R-входом- которого включен элемент 2И-НЕ, последовательно соединенные своими выводами симистор, нагреватель и источник питания, второй вывод которого связан с вторым выводом симистора через общую шину, усилитель, выход котброго

.

мистора, формирователь импульсов, связанный своим входом с первым выводом источника .питания, а выходом - с втЬ- рым входом элемента 2И-НЕ, о т л и - чающееся тем, что, с целью по- вьш1ения точности, оно содержит второй RS-триггер оптрон и последовательно соединенные первый и второй масштабные резисторы, включенные между входом и выходом усилителя, причем светодиод оптрона включен между выходом второго RS-триггера и общей шиной, фотодиод оптрона подключен параллельно первому масштабному резистору, R515256886

вход второго RS-триггера подключен кгера подключен к S-входу второго RSшине Сброс, а выход первого RS-триг- триггера и входу усилителя.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в различных устройствах для автоматической стабилизации температуры, в частности в технологическом оборудовании производства полупроводниковых приборов. Цель изобретения - повышение точности поддержания заданного значения температуры. Указанная цель достигается скачкообразным уменьшением амплитуды релейного регулирующего воздействия после окончания процесса форсированного разогрева объекта регулирования. 3 ил.

а 5

Vv Vw%

ж

t7

/л

Фие./

С-,

I П

фиг. 2

v.

пит

/5