Регулятор температуры Советский патент 1991 года по МПК G05D23/24 

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования, используемым преимущественно для стабилизации температурного режима термошкафов и элементов электрорадиосистем, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1120300.

Цель изобретения - повышение точности стабилизации температурного режима.

На чертеже изображена схема предложенного регулятора температуры.

Регулятор температуры содержит измерительный мост 1, операционный усилитель 2, переключатель 3. состоящий из встречно- параллельно включенных тиристоров 4 и 5, нагреватель 6, конденсатор 7, резистор 8, первый фоторезистор 9, первый светодиод 10, переменный резистор 11 отрицательной обратной связи, вторые фоторезистор 12 и светодиод 13, фазосдвигающую цепь на резисторе 14 и емкости 15, выпрямительный мост 16, трансформатор 17, управляемый резистор, состоящий из второго выпрямительного моста 18 включенного диагональю

переменного тока между выводом резистора 14 и выводом вторичной обмотки трансформатора 17, а в диагональ постоянного тока включены соответствующим образом транзистор 19 и МДП-транзистор 20, в цепь стока которого установлен третий фоторезистор 21, оптически связанный с третьим светодиодом 22, установленным на выходе второго усилителя 23 мощности, соединенного с входом первого усилителя 24 мощности,

Регулятор температуры работает следующим образом,

При понижении температуры объекта сопротивление терморезистора измерительного моста 1 увеличивается, напряжение на выходе операционного усилителя 2 принимает максимальное положительное значение, вызывая свечение светодиодов 10 и 22, подключенных через усилители мощности 23 и 24 к его выходу. Светодиод 10 воздействует на фоторезистор 9, сопротивление которого принимает минимальное значение. При этом ток в цепи управляющих

О 00

ю ю

00

ю

электродов тиристоров 4 и 5 переключателя 3, протекающий от источника 6 напряжения через нагреватели нагрузки, возрастает, приводя к включению в каждый полупериод тиристоров 4 и 5 и нагреву объекта термо- статирования,

Третий светодиод 22 воздействует на третий фоторезистор 21, установленный на входе управляемого резистора на транзисторах 19 и 20 диодном мосте 18, включенных последовательно с переменным резистором 14, емкостью 15 в плечо фазос- двигающего моста в диагональ которого через выпрямительный мост 16 включен второй светодиод 13, воздействующий на второй фоторезистор 12 в цепи положительной обратной связи усилителя 2.

По мере роста температуры в объекте 6 термостатирования до уровня заданного значения напряжение на выходе усилителя 2 максимально, свечение светодиода 10 максимально, сопротивление фоторезистора 9 минимально, фазовый сдвиг угла включения тиристоров 4 и 5, минимален, угол проводимости тиристоров 4 и 5 максимален, максимален и ток нагрева объекта 6 термостатирования.

Свечение третьего светодиода 22 также максимально, сопротивление третьего фоторезистора 21 минимально. При этом сопротивление управляемого резистора на транзисторах 19, 20 - минимально, так как последние открыты. Постоянная времени фазосдвигающей цепи определяется суммарным значением сопротивлений резистора 14 и управляемого резисторов 19 и 20 и значением емкости 15. Величина начального фазового сдвига корректируется переменным резистором 14 и выбирается из расчета оптимального нагрева объекта 6.

Второй светодиод 13, включенный через диоды 16 на выход фазосдвигающего моста модулирует с частотой 100 Гц и со сдвигом по фазе сопротивление второго фоторезистора 12 в цепи положительной обратной связи усилителя 2, осуществляя включение и отключение (прерывание) цепи положительной обратной связи. При включении положительной обратной связи ПОС фоторезистором 12 усилитель 2 переходит в триггерный режим. На его выходе появляются сдвинутые по фазе импульсы напряжения, включающие со сдвигом по фа зе и с частотой модуляции (100 Гц) светоди- оды 10 и 22. Процесс включения светодиодов 10 и 22 и их свечение с максимальной яркостью, вызывающее уменьшение сопротивления фоторезисторов 9 и 21 до минимума происходит по кривой разгона до момента приближения температуры в объекте 6 к заданному значению.

В момент приближения температуры в

объекте 6 к заданному значению сигнал разбаланса на выходе измерительного моста 1 уменьшается, напряжение на выходе усилителя 2 также уменьшается, яркость свечения

светодиодов 10 и 22 уменьшается, соответственно сопротивление фоторезистора 21 возрастает, увеличивая в целом сопротивление управляемого резистора на транзисторах 19 и 20, вызывая увеличение фазового

сдвига включения светодиода 13 и его действия на фоторезистор 12 в цепи положительной обратной связи усилителя 2, при этом соответственно изменяются моменты включения светодиодов 10 и 22 с одновременным уменьшением их яркости.

Изменение яркости и моментов включения светодиода 10 приводит к увеличению фазового сдвига угла включения тиристоров 4 и 5 и уменьшению их проводимости соответственно к уменьшению подводимой мощности нагрева к объекту 6, приводя в соответствие температуру в объекте 6 с заданным значением.

В дальизйшем, при отклонении температуры в ту или другую сторону от заданного значения процесс отрабатывается по описанному порядку работы регулятора.

Предложенное решение по сравнению с известным позволяет при незначительном

усложнении повысить точность стабилизации температуры на уровне заданного значения, обеспечивая реальную точность 0,15-0,35°С на уровне температур 100- 200°С.

Формула изобретения

Регулятор температуры по авт. св. Ns 1120300, отличающийся тем. что, с целью повышения точности, он содержит два усилителя мощности, третий светодиод,

5 третий фоторезистор и управляемый резистор, причем первый усилитель мощности включен между выходом операционного усилителя и первым светодиодом, второй усилитель мощности - между выходом опе0 рационного усилителя и третьим светодиодом, оптически связанным с третьим фоторезистором, подключенным к управляющему входу управляемого резистора, включенного между одним крайним выво5 дом вторичной обмотки трансформатора и крайним выводом резистора фазосдвигающей RC-цепи.

&

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования и стабилизации температурного режима термошкафов. Цель - повышение точности стабилизации температуры. В регуляторе температуры по. авт. ев № 1120300 дополнительно установлены два усилителя мощности, третий светодиод, третий фоторезистор и управляемый резистор, причем третий светодиод подключен к выходу операционного усилителя через второй усилитель мощности, а третий фоторезистор со- единен с управляющим входом управляемого резистора, включенного последовательно с резистором фазосдвигаю- щей RC-цепи. 1 ил.