Регулятор температуры Советский патент 1992 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к устройствам для измерения и регулированип температуры.

Наиболее близким по технической сущ1-10СТИ и достигаемому эффекту к заявленному является регулятор температуры, содержащий последопателыю соединенные измерительный мост и усилитель постоянного тока, генератор трйпецеидзльного сигнала, релаксационный генератор, выполненный в ви,де накопительного конденсатора, разрядного динистора и разрядной цепи, состоящей из разрядного транзистора с разрядным резистором, включенным в его коллекторную цепь, и дифференцирующей НС-цепи, резистор которой включен между базой и эмиттером разрйдного транзистора, соединенным с второй обкладкой накопительного конденсатора, первая обкладка которого соединена со свободным выводом разрядного резистора и через разрядный динистор с выходом генератора трапецеидального сигнала, соедине1шым через импульсный трансформатор с управляющим входом электронного клгоча, включенного Q цепь источника нагревателя, а база разрядного транзистора через дифференцирующий конденсатор соединена с входом генератора трапецеедального сигнала.

Недостатком известного устройстаа является отсутствие возможности независимой настройки измерительного моста и времязадающего накопительного элемента (конденсатора), что не позооляет получить выходные параметры измерительного моста, близкие к оптимальным. Это сужает область применения регулятора для класса объектов с различной тепловой инерционностью.

Целью изобретения является расширение области примененная регулятора на класс объектов с различной тепловой инерционностью.

На чертеже показана схема регулятора температуры.

Регулятор температуры состоит из измерительного моста 1, включающего термометр сопротивления 2, зэдатчик 3 температуры,два резистор.Э 4 и 5. диод 6, выполняющий функции термостабилизиру(ощего элемента, усилитель .постоянного тока - транзистор 7, переменное сопротивление 8, блока 9 питания, релаксационного генератора 10, включающего накопительный конденсатор 11, разрядный динистор 12, импульсного трансформатора 13, генератора 14 трапецеи,цального сигнала, содержащего резистор 15, стабилитрон 16, мост 17 питания, электронного ключа 18

на тиристорах 19 и 20, нагревателя 21, разрядной цепи, состоящей из разрядного резистора 22, разрядного транзистора 23, резистора 24 и дифференцирующего конденсатора 25, масштабирующего каскада

26,включающего делитель на двух резисторах 27 и 28, транзистор 29 и переменный резистор 30.

Регулятор температуры содержит измерительный мост 1, две смежные стороны которого образуют соответственно термометр сопротивления 2 и последовательно включенные резистор 5 и диод 6, а две другие - соответственно задатчик 3 температуры и резистор . В общую точку измерительного моста 1, образуемую термометром сопротивления 2 м задатчиком 3 температуры, подключена база транзистора 7, змиттер которого соединен через переменное сопроп1вле -1ие О с другой, общей точкой измерительного моста 1, образуемой резистором 4 и катодом диода 6. Коллектор транзистора 7 соединен с входом масштабирующего каскада 26, к-которому подклю5 чены. общая точка делителя из резисторов

27,20 и база транзистора 29, подключенного через переменный резистор 30 к одному из выводов резистора 27 масштабирующего каскада 26, а также к второй

0 обкладке накопительного конденсатора 11, к одному из выводов резистора 24 и к эмиттеру разрядного транзистора 23 релаксационного генератора 10, катоду стабилитрона 16, одному из выводов резистора 15 и одному из выводов первичной обмотки импульсного трансформатора 13 генератора 14 трапецеидальных сигналов. Второй вывод первичной обмотки импульсного трансформатора 13 соединен с анодом разрядного

0 динистора 12, катод которого подключен к первой обкладке накопительного конденсатора 11,коллектору разрядного транзистора 23 через разрядный резистор 22 и к выходу масштабирующего

5 каскада 26, соединенному с входом переменного резистора 30 и одним из выходов транзистора 29. Один из выводов резистора 15 подключен к одному из выходов моста 17 питания, другой вывод которого соединен с

0 анодом стабилитрона 16 и общей точкой, к которой подключена одна из обкладок дифференцирующего конденсатора 25 и соответствующий вывод резистора 28, один из выводов транзистора 29 и общая точка измерительного моста 1, образованная резисторор/; 4 и катодом диода G. В релаксационном генераторе 10 база разрядного транзистора 23 подключена к общей точке мехсду одним из выводоо резистора 24 и одной из обкладок дифференцирующего конденсатора 25. Выходные обмотки импульсного трансформатора 13 соединены соответствующими встречно-параллельно включенными тиристорами 19, 20 электронного ключа 18, включенного последовательно с нагревательным элементом 21, Диагональ питания измерительного моста 1 подключена к блоку 9 питания.

Регулятор температуры работает следующим образом.

Задатчиком 3 температуры устанавливают заданную температуру. С помощью переменного резистора 8 измерительный мост 1 настраивается на оптимальный выходной сигнал, не оказывая влияния на параметры настройки времязадающего накопительного конденсатора 11, чем обеспечивается разэязанность этих контуров и их независимая настройка. С помощью переменного резистора 30 масштабирующего каскада 26 устанавливается требуемая скорость заряда накопительного конденсатора 11 релаксационного генератора 10, что важно при работе устройства в объектах регулирования с разной тепловой инерционностью.

В зависимости от величины сопротивления термометра сопротивления 2, определяемого температурой в регулируемом объекте, напряжение в измерительной диагонали измерительного моста 1, а следовательно, и на базе транзистора 7 будет разным. В дальнейшем ток коллектора транзистора 7 формирует на делителе (резисторы 27, 28) масштабирующего каскада 26 сигнал управления, поступающий на базу транзистора 29, в результате чего эмиттерно-коллекторный ток, протекая через накопительный конденсатор 11, заряжает его с требуемой скоростью, о чем было сказано выше. Как только напряжение на этом накопительном конденсаторе достигнет величины отпирания разрядного динистора 12, он открывается и конденсатор 11 разряжается в первичную обмотку импульсного трансформатора 13. На вторичной обмотке этого трансформатора, а также управляющем электроде соответствующего тиристора 19 или 20 выделяется остроконечный импульс, в результате чего на нагревательном элементе 21 выделяется соответствующая мощность.

За время одного полупериода конденсатор 11 заряжается и разряжается несколько раз и вновь заряжается до какого-либо напряжения, но меньше по величине, чем напряжение отпирания разрядного динистора 12.

В момент приближения трапецеидального напряжения к нулю импульс с дифференцирующей цепочки (резистор 24 и конденсатор 25) отпирает разрядный транзистор 23, что приводит к разряду накопительного конденсатора 11 через этот транзистор и разрядный резистор 22. Это обеспечивает нулевое значение напряжения на обкладках конденсатора 11 к началу

0 каждого полупериода питающей сети, что, в свою очередь, дает возможность получить чистое время заряда конденсатора 11, которое независимо настраивается в масштабирующем каскаде 26, не влияя на выходные

5 параметры измерительного моста 1, имеющего возможность в изобретении осуществлять его настройку на оптимальный выходной сигнал.

Наличие масштабирующего каскада позволяет, с одной стороны, осуществить настройку измерительного моста на оптимальный выходной сигнал, а с другой стороны, осуществить управление настройкой времязадающего накопительного элемента, не влияя на выходные параметры измерительного элемента, что особенно важно при различной тепловой инерционности регулируемого обьекта, в котором функционирует регулятор температуры.

0 Регулятор температуры может быть реализован на микросхемных, полупроводниковых и других радиокомпонентах, выпускаемых предприятиями электронной и радиотехнической промышленности.

5 Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные измерительный мост и усилитель постоянного тока, генератор трапецеидального сигнала,

0 релаксационный генератор, выполненный в виде накопительного конденсатора, разрядного динистора и разрядной цепи, состоящей из разрядного транзистора с разрядным резистором, включенным в его

5 коллекторную цепь, и дифференцирующей RC-цепи, резистор которой включен между базой и эмиттером разрядного транзистора, соединенным с первой обкладкой накопительного конденсатора, вторая обкладка которого соединена со свободным выводом разрядного резистора и через разрядный динистор - с выходом генератора трапецеидального сигнала, соединенным через импульсный трансформатор с управляющим

5 входом электронного ключа, включенного в цепь источника питания нагревателя, а база разрядного транзистора через дифференцирующий конденсатор соединена с входом генератора трапецеидального сигнала, о тличающийся тем, что, с целью

717800838

расширения области применения регу-повторителя с перестраиваемым резистолятора на класс объектов с различнойром в эмиттерной цепи, вход которого соетепловой инерционностью, в него вве-динен с выходомусилителя постоянного

дан масштабирующий каскад, выпол-тока, а выход - с второй обкладкой накопиненный в виде эмйттерноготельного конденсатора.

Изобретение относится к устройствам для измерения и регулирования температуры в промышленных установках и обеспечивает расширение области применения регулятора для класса обьектов с различной тепловой инерционностью. Регулятор состоит из измерительного моста 1, включающего термометр сопротивления 2. задатчик3 температуры, два резистора 4 и 5, диод 6, выполняющий функции термостабилизиру- ющего элемента, усилитель постоянного то-, ka - транзистор 7, переменное сопротивление 8, блока 9 питания, релаксационного генератора 10, включающего накопительный конденсатор 11, разрядный динистор 12, импульсного трансформатора 13, генератора 14 трапецеидальных сигналов, содержащего резистор 15, стабилитрон 16, мост 17 питания, электронного ключа 18 на тиристорах 19 и 20, нагревателя 21, разрядной цепи, состоящей из разрядного резистора 22, разрядного транзистора 23, резистора 24 и дифференцирующего конденсатора 25, масштабирующего каскада 26, включающего делитель на двух резисторах 27 и 28, транзистор 29 и переменный регулятор 30..1 ил.СПсVJ сх>& о о00Сл)