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

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для автоматического регулирования температуры в различных замкнутых объемах с электрообогревом, например в жилых помещениях, овощехранилищах, теплицах.

Целью изобретения является упрощение устройстве при снижении уровня создаваемых помех.

На фиг.1 приведена схема устройства , на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит термочувствительный мост 1, операционный усилитель 2, формирователь 3 импульсов, ключевой элемент k, нагрузочный элемент 5, выпрямительный мост 6, стабилизатор 7 напряжения, первый 8 и второй 9 развязывающие диоды, первый и второй 10, 11 ограничительные резисторы, первую 12 и второю 13 дифференцирующие цепочки, суммирующий транзистор 14, при этом формирователь 3 импульсов содержит дифференцирующую цепочку 15, транзистор 16, а ключевой элемент k выполнен на -оп- тотиристорах 17ч, 172, 18, 18. Устройство работает следующим образом.

При включении сетевого напряжения на выходе выпрямительного моста 6 стабилитроном стабилизатора 7 напряжения формируются трапецевидные импульсы Uc (см. фиг.2), которые затем после сглаживания поступают на питание устройства. При этом с входов моста снимаются сдвинутые друг относительно друга на полпериода после- довательности положительных импульсов, синхронизированные с нулями сетевого напряжения U, UЈ.

OS ее а ос

-v

ОС

Если температура объекта, где разещены терморезистор моста 1, меньше аданной подачи, то напряжение на нверсном входе усилителя 2 имеет оложительный знак по отношению к напряжению на прямом входе.

При этом транзистор И открыт и на прямой вход усилителя 2 поступают бе последовательности Uj и Оф импульсов. Так как в интервалах между мпульсами сигнал на выходе усилителя имеет низкий уровень U5, на фиг. 2, с приходом импульсов на вход усилителя 2 на его выходе появляютя импульсы положительной полярности, эти импульсы открывают транзистор 16, в его коллекторной цепи протекают импульсы тока, в том числе и через входные цепи 17f, 18 оптоти- ристоров. Оптотиристоры оба отпираются в начале каждой полуволны, через нагрузку 5 течет ток 1Н. Идет ее формированный разогрев до момента t, который соответствует состоянию объекта, когда температура достигла значения t4 , которые лишь немного отличается от заданной температуры.

Начиная с момента ц и до ta напряжение на инверсном входе лишь незначительно превышает напряжение на прямом входе. Этого превышения недостаточно, чтобы открыть транзистор 1, с момента t транзистор 14 закрывается. На вход усилителя 2 проходит только одна последовательность U, и хотя в обеих входных цепях 17 и 18, проходят усиленные формирователем 3 импульсы, открывается лишь один оптотиристор 17-2, так как только для него происходит совпадение сигнала включения по входной цепи с началом положительной полуволны, напряжение -и на аноде.

В интервале t4-tg происходит более медленный подогрев нагрузки 5, температура объекта плавно приближается к заданной. В момент tg меняется полярность напряжения между входами усилителя, так как с повыше-г. нием температуры сопротивление терморезистора падает, и напряжение на прямом входе усилителя 2 возрастает, ,тогда как на инверсном входе остается постоянным. В момент t4 на выходе усилители 11 появляется высокий уровень. При этом хотя импульсы Uj продолжают поступать на вход усилителя, они не проходят на его выход.

0

5

0

5

0

5

0

5

Нагрузка не включается ни в положительный полупериод, ни в отрицательный. Начинается остывание объекта до момента t. В момент t3 напряжение на входе усилителя снова меняет знак, и начинают проходить импульсы U, и нагреватель включается в каждой положительной полуволне напряжения U.

Таким образом происходит регулирование температуры с использованием неполного притока мощности при подходе к заданному значению температуры при синхронизации с нулем переменного напряжения. При этом значительно упрощается схема устройства.

Формула изо. бретения

1. Устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные термочувствительный мост, операционный усилитель, формирователь импульсов и ключевой элемент, включенный последовательно с нагрузочным элементом в сеть переменного тока, последовательно соединенные выпрямительный мост и стабилизатор напряжения, первый и второй развязывающие диоды, первый и второй ограничительные резисторы,входная диагональ выпрямительного моста подключена через первый ограничительный резистор в сеть переменного тока, выход стабилизатора напряжения соединен с диагональю питания термочувствительного моста, входом питания операционного усилителя и через второй ограничительный резистор с входом питания формирователя импульсов, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства при снижении уровня создаваемых помех, устройство содержит первую и вторую дифференцирующие цепочки и суммирующий тран- зистор, база-эмиттерный переход которого включен параллельно выходной диагонали термочувствительного моста, один из выводов входной диагонали выпрямительного моста через последовательно соединенные первую дифференцирующую цепочку и первый развязывающий диод подключен к эмиттеру транзистора, а другой вывод входной диагонали выпрямительного моста через последовательно соединенные вторую дифференцирующую цепочку и второй развязывающий диод соединен с коллектором транзистора.

2, Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что формирователь импульсов содержит последовательно соединенные дифференцирующую цепочку и транзистор, а ключевой элемент выполнен на двух встречно8878б

параллельно включенных оптотирис- торах, причем вход дифференцирующей цепочки соединен с входом формирователя импульсов, а выход - с ба- зой дополнительного транзистора, коллектор которого через последовательно соединенные светодиоды оптотирис- торов подключен к входу питания фор- 1П мирователя импульсов.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для поддержания температуры в различных замкнутых объемах. Устройство содержит последовательно соединенные термочувствительный мост, операционный усилитель, формирователь импульсов и ключевой элемент, включенный последовательно с нагрузкой в сеть переменного тока, и обеспечивает снижение уровня создаваемых помех за счет введения двух дифференцирующих цепочек, подключенных к выводам входной диагонали выпрямительного моста, а выходами --к эмиттеру и коллектору транзистора, база-эмит- терный переход которого подключен параллельно выходной диагонали термочувствительного моста, при этом ключевой элемент выполнен на опто-° тиристорах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

ГХАЛЛЛЛЛЛ

&

r- r- r r- f

&

r гл /-у r- r-v гл гл

t°o

tf

П П П

n n r

Lnnririi и if

A

fW1

A A A A

t

u t

11

nm

t

и-и-

t