Устройство для регулирования температуры Советский патент 1991 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к управлению технологическими процессами и может быть использовано для регулирования температуры с применением терморезисторов.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит ключ 1, измерительный мост 2, содержащий первый 3 и второй 4 токостабилизирующие двухполюсники, управляемый переключатель 5, резисторы 6-9, первый (основной) 10 и второй (резервный) 11 терморезисторы, образцовый резистор 12, преобразователь 13 тока в напряжение, третий компаратор 14, диф- Феоенииальный усилитель 15, второй 16 и третий 17 ключи, запоминающий элемент 18, двоичны и счетчик 19, индикатор

20, формирователь 21 импульсов, делитель 22 частоты, генератор 23 импульсов, элемент ИЛИ 24, блок 25 начальной установки, двойной компаратор 26, образованный первым и вторым компараторами, задатчик 27, усилители 28 и 29 мощности, исполнительные механизмы 30 и 31, клеммы 32 источника питания Резисторы 6 - 9 - сопротивление проводников, соединяющих терморезисторы 10 и 11 со схемой измерения

Устройство работает следующим образом.

При включении источника питания блок 25 начальной установки вырабатывает импульс, устанавливающий первый и второй выходы счетчика 19 в состояние О, при этом управляемый переключатель 5 остается в исходном состоянии, при котором к общему выводу первого токостабилизирую

сл о сл о ;

щего двухполюсника 3 и дифференциального усилителя 15 подключен первый (основной) терморезистор 10.

При поступлении импульсов с генератора 23 управляемые ключи 1, 16 и 17 замыкаются, причем ключ 1 замыкается с частотой f генератора 23, а ключи 16 и 17 - с частотой генератора f/2. Таким образом, если рассмотреть последовательность импульсов с генератора 23 по порядку: 1, 2, 3, 4 и т. д., то очевидно, что при поступлении нечетных импульсов, т. е. 1. 3, 5 и т. д., замкнуты все ключи и напряжение поступает на оба плеча измерительного моста, а на вход запоминающего элемента 18 поступает усиленный сигнал разности потенциалов в точках подключения входов усилителя 15. После окончания сигнала с генератора 23 величина выходного сигнала аналогового запоминающего элемента остается неизменной до прихода очередного нечетного импульса с генератора 23.

При повышении температуры выше заданного значения на втором выходе компаратора 26 возникает сигнал, который после усилителя 28 мощности включает исполнительный механизм 30 охлаждающего типа.

При понижении температуры ниже заданного значения появляется сигнал на пеовом выходе компаратора 26. который при помощи усилителя 29 мощности включает исполнительный механизм 31 нагревательного типа.

При равенстве измеряемой температуры за/ .анному значению сигналы на выходах двойного компаратора 6 отсутствуют и исполнительные механизмы 30 и 31 отключены.

При поступлении с генераторь 23 чет ных импульсов, т. е. 2, 4, 6 и т. д. замкнут только управляемый ключ 1 и ток проходит через токостэбилизирующий двухполюсник 3 только по плечу измерительного моста 2, содержащему терморезистор. При этом в случае отсутствия обрыва этой цепи на выходе преобразователя 13 тока в напряжение появляется сигнал, вследствие чего нэ инверсном выходе компаратора 14 устанавливается уровень О, который поступав на V-выход разрешения счета двоичного счетчика 19 и запрещает счет импу;;ьсов, поступающих с формирователя 21 на счетный Г-выход двоичного счетчика 19, в результате на прямом выходе Q1 пеового разряда счетчика 19 сохраняется уровень О, не изменяющий исходного состояния переключателя 5, При этом длительность импульса формирователя 21 выбирается таким образом, чтобы срез этого импульса совпадал приблизительное серединой четного импульса генератора 23,чтобы исключить влияние переходных процессов, возникающих в первый момент после открытия ключа 1, В случае обрыва цепи, содержащей основной терморезистор 10, на выходе компаратора 14 устанавливается уровень 1, при котором по срезу импульса с формирователя 21 на выходе Q1 счетчика 19 устанавливается высокий уровень, что приводит к

включению индикатора 20 и срабатыванию переключателя 5, в результате чего вместо цепи, содержащей первый терморезистор 10, подключается цепь, содержащая второй (резервный) терморезистор 11, и работа

устройства в автоматическом режиме продолжается, позволяя осуществить восстановление цепи, содержащей первый (основной) терморезистор, без нарушения работоспособности всего устройства для

регулирования температуры. Если оборваны обе цепи, содержащие терморезисторы 10 и 11 соответственно, или произошел обрыв цепи, содержащей второй терморезистор, во время восстановления цепи,

содержащей первый терморезистор, то индикатор 20 переходит в режим мигания с частотой f/4. так как в этом случае на V-вы- ходе счетчика 19 во время поступления импульсов с формирователя 21 постоянно

будет присутствовать высокий уровень, разрешающий счет, а с приходом каждого в орого импульса счетчик будет устанавливаться в нуль благодаря связи его прямого выхода Q2 второго разряда через элемент

ИЛИ 24 с R-входом установки нуля.

Таким образом, применение изобретения позволяет повысить надежность работы устройства за счет автоматического подключения резервного резистора, а также осуществить индикацию как отказа (обрыва) цепи, содержащей основной терморезистор, путем постоянного свечения индикатора, так и обрыва обеих цепей, содержащих терморезисторы, одновременно.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее измерительный мост,

первое плечо которого составляют управляемый переключатель, основной и резервный терморезисторы, первые выводы которых подключены к первой клемме источника питания, а вторые выводы

основного и резервного терморезисторов соединены с размыкающим и замыкающим контактами соответственно управляемого переключателя, образующий второе плечо моста образцовый резистор, первый вывод которого соединен с общим выводом терморезисторов, два токостабилизирующих двухполюсника, образующих третье и четвертое плечи измерительного моста, два ключа, причем первый ключ включен между второй клеммой источника питания и общим выводом токостабилизирующих двухполюсников, первый токостабилизирующий двухполюсник - между переключающим контактом управляемого переключателя и первым ключом, а второй токостабилизирующий двухполюсник - между вторым выводом образцового резистора и первым ключом, дифференциальный усилитель, подключенный своим входом к измерительной диагонали моста, а выходом через второй ключ к входу запоминающего элемента, генератор импульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, два компаратора, у которых прямой вход первого компаратора соединен с инверсным входом второго и с выходом запоминающего элемента, инверсный вход первого компаратора - с прямым входом второго и с выходом задатчика, а выходы первого и второго компаратора - через первый и второй усилители мощности с входами первого и второго исполнительных механизмов соответственно нагревающего и охлаждающего типов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, дополнительно введены третий ключ,

преобразователь тока в напряжение, третий компаратор, двоичный счетчик, делитель частоты, формирователь импульсов, индикатор, элемент ИЛИ и блок начальной установки,

причем преобразователь тока в напряжение, выход которого соединен с входом третьего компаратора, установлен в питающей диагонали измерительного моста между первой клеммой источника питания и общим выводом образцового резистора, основного и резервного терморезисторов, выход третьего компаратора соединен с входом разрешения счета двоичного счетчика, счетный вход которого через последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты соединен с выходом генератора, а вход установки нуля - с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу блока начальной установки, а второй вход элемента ИЛИ связан с прямым выходом второго разряда счетчика, прямой выход первого разряда которого соединен с входом индикатора и управляющим входом переключателя, управляющий

вход третьего ключа, установленного между вторым токостабилизирующим двухполюсником и первым ключом, соединен с общим выводом формирователя импульсов и делителя частоты, а общий вывод второго стабилизирующего двухполюсника и третьего ключа - с управляющим входом второго ключа.

Изобретение касается управления технологическими процессами. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем самодиагностики и автоматического резервирования цепи, содержащей терморезистор, в случае обрыва Устройство содержит измерительный мост, первое и второе плечо которого составляют терморезистор и образцовый резистор, а третье и четвертое - два токостабилизи- рующих двухполюсника, причем питание измерительного моста осуществляется импульсами постоянного тока с помощью ключа, включенного в питающую диагональ моста. Введение дополнительного ключа последовательно с образцовым резистором и управляемого переключателя в цепь, содержащую терморезистор, позволяет осуществить контроль состояния этой цепи и переключение на резервную в случае обрыва 1 ил ё