ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ТЕРМОРЕГУЛЯТОР Советский патент 1965 года по МПК G05D23/24 

Известны высокочувствительные терморегуляторь, содержаидие мостовой преобразователь, первые два плеча которого состоят из терлюметра сопротивления, используемого в качестве датчика, и градуированного переменного сопротивления, применяемого в качестве задатчика, усилитель иап-ряжения, фазочувствительный выпрямитель, управляющий дросселем напряжения и корректирующий его по первой производной. Дроссель используют в качестве исполнительного органа.

Описываемый терморегулятор отличается ог известных тем, что в третье и четвертое плечо его мостового преобразователя включены емкостные реактивности.

Это позволяет использовать в терморегуляторе фазовую селекцию, благодаря которой повыщается чувствительность .регулятора, устраняется влияние наводок и исключаются подвижные элементы.

Кроме того, в описываемом терморегуляторе применен стабилизатор-ограничитель амплитуды, состояплий из двух встречно включенных диодов, на:пример кремниевых, щунтирующих цепь сетки второй лавдпы усилителя, и из цепи отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель мощности и содержащей диод, на который подается затирающее смещение от отдельного потенциометра.

Это позволяет устранить паразитную амплитудную составляющую управляющего сигнала, вырабатываемого преобразователем.

На фиг. 1 представлена блок- схема описываемого терморегулятора; на фиг. 2 - измерительная моютовая схема терлюрегулятора; на фиг. 3 - эквивалентная схема моста; на фиг. 4 - графики изменения напряжения от сопротивления моста; на фиг. 5 - 1принципиальная

схема терморегулятора.

Терморегулятор содержит (фиг. 1) датчик Д, включенный в схему преобразователя Яр, с выхода которого сигнал рассогласования поступает на усилитель У переменного тока, который содержит сдвигающее устройство ФУ корректирующей цепи системы регулирования и охвачен жесткой отрицательной обратной связью ОС по постоянному току. Напряжение с выхода усилителя У, стабилизированное по

амплитуде, подается на выход фазочувствительного выпрямителя ФВ, нагруженного обмоткой управления МУ дросселя насыщения, обмотки переменного тока которого последовательно с нагревательным элементом электрической печи П включены на напряжение сети. С выхода фазочувствительного выпрямителя ФВ снимается сигнал .постоянного тока для формирования первой производной и через устройство КУ подается на фазосдвигадополнительиую модуляцию по фазе сигнала рассогласования с фазовым признаком.

Измерительная схема терморегулятора представляет собой неуравновешенный моет переменяого тока, за-питанный от отдельной обмотки трансформатора Tpi (фиг. 2). Параллельно двум плечам моста, содержащим сопротивления RI и Кг, включены ветви з i и Cz- В два других плеча моста включен термометр сопротивления R и задатчик-переменное проволочное сопротивление R, с помощью которого устанавливается необходимая температура.

В измерительной диагонали моста находится входной трансформатор Тр-2. На эквивалентной схеме (фиг. 3) такого преобразователя сопротивление задатчика Ra Z., сопротивление термометра сопротивления з а, а сопротивления двух других плеч Zg и Z/ определяются по формулам параллельного соединения двух ветвей.

В отличие от моста переменного тока, содержащего в четырех плечах активные сопротивления, в -котором при переходе через равновесие напряжение на измерительной диагонали изменяется скачком на 180°, уменьщаясь до нуля, рассматриваемый мост при изменении сопротивления термометра обеспечивает плавное изменение напряжения по фазе на диагонали аб в пределах от нуля до 180°.

Пользуясь методом .контурных токов, можно доказать, что

Г.5-7,7.

абM(Z,Z,)(Zs + Z,) +

+ (Z4 + Z5).(23+26)-2i +

-fZ6(Z3 + Z4 + Z3) +

-f (Z3.Z5 + Z4.Z5.+

+ Z,.Zs).

При определенных соотнощениях параметров элементов моста сдвиг напряжения по фазе на 180° получается при очень малых изменениях сопротивления R. Графики изменения напряжения по модулю и фазе при изменениях R (см. фиг. 4), вычислены по вышеприведенной формуле и лри значениях Ri R-2 Re 68 ом. Как видно из графика, изменение сопротивления всего лишь на 0,2 ом вызывает плавное изменение фазы

- напряжения U„ почти на 150°.

Со вторичной обмотки входного трансформатора Тр.2 (см. фиг. 5) напряжение рассогласования с фазовой селекцией передается па усилитель У переменного тока на лампах i- Л$ с трансформаторным выходом Грз, который обеспечивает напряжение по амплитуде, .достаточное для нор;мальной работы фазочувствительного выпрямителя ФВ, собранного на лампах Л и Л. Поскольку напряжение

преобразователя изменяется по аМллитудё (фяг. 4), чтобы устранить погрешность регу лятора, выходное напряжение усилителя стабилизируется. Для этой цели в усилителе применяется жесткая отрицательная обратная связь по постоянному току, обеспечивающая поддержание выходно.го «апряжения с точностью до 1 %.

Для согласования по фазе напряжений усилителя и фазочувствительного выпрямителя в регуляторе используется мостовая фазосдвигающая схема - правая половина лампы Л с ручным управлением, осуществляемым переменным сопротивлением RsДля введения корректирующих сигналов в описываемом устройстве используется малая половина ламлы Л усилителя, нагрузкой которой служит колебательный контур LI С настроенный в резона1нс при отсутствии корректирующего сигнала на сетке этой лампы. При подаче на сетку лампы корректирующего сигнала происходит изменение тока лампы и управление бесконтактным способом индуктивностью LI, вследствие применения магнитной проиицаемости магнитного сердечника с обмоткой. Изменение величины индуктивности LI вызывает раСстройку контура Lid, что обеспечивает дополнительный сдвиг фазы напряжения, снимаемого с этого контура на последующие каскады усиления.

Коэффициент усиления усилителя выбирается так, чтобы при равенстве сопротивлений датчика и задатчика (з Re) напряжение на фазочувствительном выпрямителе было достаточным для управления (150-200 в).

Описываемый терморегулятор найдет применение в различных областях техники, где требуется стабилизация темпераг; ры с высо,-кой степенью точности.

Предмет изобретения

1.Высокочувствительный терморегулятОр, содерл ащий мостовой преобразователь, первые два плеча которого состоят из термометра сопротивления - в качестве датчика, градуированного переменного сопротивления-в качестве задатчика, усилитель напряжения, фазочувствительный выпрямитель, управляющий дросселем напряжения - в качестве исполнительного органа и корректирующий контур по первой производной, отличающийся тем, что, с целью использования фазовой селекции, позволяющей повысить чувствительность регулятора, устранить влияние наводок и исключить подвижные элементы, третье и четвертое плечо М01СТОВОГО преобразователя выполнены с включенными в них емкостными реактивностями.

2.Терморегулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения паразитной амплитудной составляющей модуляции управляющего сигнала, вырабатываемого преобразовачитель амПлитуды, .состоящий из двух встречно включенных диодов, например «ремяиевых, шунтирующих цепь сетки второй лампы усилителя, и из цепи отрицательной обратной

связи, охватывающей усилитель моЩйости и содержащей диод, на который подается залирающее смещение от отдельного потенциометра.

W67 615 58 63,5 69 ом Фиг.

I

Фиг