Устройство для регулирования температуры Советский патент 1993 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может использовано в сельском хозяйстве в электронагревателях в качестве устройства для регулирования температуры воды и воздуха в технологических Целях и защиты устройств от перегрева.

Известно устройство для регулирования температурит содержащее последовательно соединённые термочувствительный мрет и компаратор, стабилитрон конденсатор, выпрямитель, балластйый конденсатор, транзисторы p-n-р и п-р-п-типа, электромагнитное реле и нагреватель, при этом.п-р-п-транзистор соединен эмиттером с выходом компаратора, коллектором - с базой р-п-р-транзистора, коллектор которо го подключен к базе n-p-n-транзистора, Катоду стабилитрона, другому выводу конденсатора и другим выводам питания термочувствительного моста и компаратора,- а обмотка электромагнитного реле под- Хлючёна параллельно р-п-р-транзистору. . бднако известный регулятор температуры; не обеспечивает защиты устройств от Нер егрева и имеет ограниченную область г)ри.менения, , ..

, Шзёестно также устройство Для регулирования температуры и защиты от перегрева, содержащее измерительный мост, в плечи которого включены два задатчика температуры, датчик температуры и резисторы, усилитель постоянного тока Для усй-. л ей и я сигнала рассогласования между температурами регулирования и задания, выход которого через резисторы подключен к входам первого и второго компараторов, выполненных на операционных усилителях, два реле (одно - с замыкающим и размыкающим контактами, второе - с замыкающим контактом), два транзистора и диод, который одним выводом через резистор подключен к средней точке второго задатчика, а другим выводом через размыкающий контакт первого реле соединен с общей точкой четвертого и шестого резисторов. Первое реле включено в коллектор первого транзистора, вход которого под ключёй к выходу первого компаратор а, второе реле включено в коллектор второго транзистора, вход которого подключена выходу второго компаратора. Питание устройства осуществляв ется от двух разнополярных Шин источника питания, а управление происходит с выходов первого и второго компараторов через транзисторные ключи, в цепь которых включены соответственно катушки исполнительного реле, включающего нагреватель, и реле сигнализации температуры срабатывания защиты от перегрева.

Недостатками указанного устройства являются необходимость промежуточного усиления разностного сигнала измерительного моста, что осуществляется при помощи

усилителя постоянного тока, наличие двух шин разнополярных источников питания, использование в цепи обратной связи усилителя постоянного тока размыкающего контакта собственного исполнительного ре0 ле, включающего нагреватель, и его использование для коммутации низких уровней токов и напряжений в цепях обратной связи. Кроме того, устройство не позволяет осуществить блокировку реле при превышении

5 температуры регулирования в случае пробоя транзистора первого реле, Многозвенное управление нагревателем по цепи: измерительный мост, усилитель постоянного тока, первый компаратор, резистор, тран0 зистор, катушка реле, выходной контакт, снижает надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устройства.

Решение указанной цели позволяет

5 улучшить эксплуатационные характеристики устройства, использовать компараторы без промежуточного усиления сигнала измерительного моста и одновременно повысить надежность, а также осуществить

0 блокировку реле при превышении температуры регулирования.

Поставленная цель достигается тем. что в устройстве для регулирования температуры, содержащем измерительный мост, в

5 плечи, которого подключены два потенцио- мётрических задатчика температуры, датчик температуры и ограничивающие резисторы, Два компаратора, к выходу каждого из которых подключена обмотка соот0 вететвующего электромагнитного реле, ключевой транзистор, ограничивающие резисторы и развязывающие диоды, первый компаратор соединён своим неинвертирую- щйм входом во средним выводом первого

5 потёнЦиомётричёского задатчика темпера- ; туры йчё рёзпо еДОрательнос.оединенные первые ограничивающий резис.тор и развязывающий диод подключен к выходувторого компаратора, который со.0 едй нен неинвертйрующим входом со срёдШм вывО дом второго потенциометри- чёского зада тчика, а инвертирующие входы компараторов и Один из выводов датчика темперётуры соединены между собой, клю5 чевой транзистор эмипёром соединен с выходом первого компаратора и включен последовательно с обмоткой первого электромагнитного реле, база ключевого транзистора через последовательно соединенные вторые ограничивающий резистор и развязывающий диод подключена4 к выходу второго компаратора и через последовательно соединенные третьи ограничивающий резистор и развязывающий диод подключена к инвертирующим входам обоих компараторов, а коллектор ключевого транзистора со единен с шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена схема устройства для регулирования температуры,

Первый потенциометрическийзадатчик 1 температуры измерительного моста 2 включен в первое плочо иг через резистор 3 подключен ,: шине нулевого потенциала, второй потек циометрический заДатчик 4 температуры включен во второе смежное плечо и через резистор 5 соединен с шиной источника питания 6, резистор 7 включен в третье плечо и соединен с первым выводом датчика 8 температуры, включенным в четвертое плечо измерительного моста 2, второй вывод датчика температуры соединен с шиной нулевого потенциала.

Первый компаратор напряжения 9 с открытым коллекторным выходом соединен с§оим неинвертирующим входом со средним выводом первого потенциометрическр- го задатчика и через резистор 10 подключен к собственному входу, а через последовательно соединенные первые ограничивающий резистор 11 и развязывающий диод 12 подключен к выходу второго компаратора 13 с открытым коллекторным выходом.

Второй компаратор 13 соединен с неинвертирующим входом со средним выводом второго потенциометрического задатчика 4 и через резистор 14 подключен к собственному выводу. Инвертирующие входы двух компараторов и первый вывод датчика температуры соединены между собой.

К выходу первого компаратора 9 подключена обмотка электромагнитного реле 15иэмиттер ключевого транзистора 16, коллектор которого соединен с шиной нулевого потенциала. База ключевого транзистора через последовательно соединенные вторые ограничивающий резистор 17 и развязывающий диод 18 подключена к выходу второго компаратора и через последовательно соединенные третьи ограничивающий резистор 19 и развязывающий диод 20 подключена k инвертирующим входам компараторов 13 и 9.

К выходу второго компаратора 13 подключена обмотка второго реле 21. Выход устройства - размыкающие контакты 22 первого реле 15 и замыкающие контакты 23 второго реле 21.

Устройство работает следующим образом.

Если в начальный момент времени температура, йзмёряемая датчйкбм 8 температуры, уменьшается по отношению к температуре регулирования, заданной 5 задатчиком 1, то на входах первого компаратора 9 появляющийся разностный отрицательный сигнал не усиливается указанным компаратором и поэтому на его выходе пбтенцйал нёг Шм%н яетс1 ; пёрв ое

0 реле 15 отключено, а размыкающие контакты 22, соединенные с нагревателем, осуществляют его работу. При достижении и последующем увеличений температуры, измеряемой датчиком температуры, по отно5 шению к температуре регулирования, заданной задатчиком 1, на входах первого компаратора 9 появляющийся разностный сигнал положительнойГполярнбсгги усиливается этим компаратЬрбм, что прйвбйит к р е0 лейному изменению потенциала выхода компаратора от значения пйтающего напряжения дб значения остаточнбгб йапряжёййя на переходе коллектор-эмиттер выходного транзистора кбмп-арЖЬТэ аГв рё уЖТат ёч ёГб

5 реле 15 включается, а контакт 22 чагревате- ля отключается..

В аварийных состояниях при дальнейшем возоастании температуры, достигающей величины уставки второго задатчика 4,

0 включается второе реле 21 и с его выхода подается сигнал защиты от перегрева,.При этом происходит изменение потенциала неинвертирующего входа первого компаратора по цепи: резистор 11, диод 12, открытый

5 коллекторный выход второго компаратора. Первое реле 15 остается включенным, вследствие открытого транзистора 16 подачей потенциала на его базу по цепи: резистор 17, диод 18, открытый коллекторный

0 выход второго компаратора. Изменением положения движка второго задатчика 4 задается разность междутемпературами регулирования и срабатывания защиты от перегрева,

5 Значение регулируемой температуры определяется первым задатчиком 1 и не Зависит от положения движка второго задатчика 4, зона возврата, определяющая точность регулирования, задается резисто0 рами 14 и 10, остается также постоянной и не зависит от положения движка второго задатчика 4. Зоны возврата выхода регулируемой температуры и температуры сраба- . тывания защиты от перегрева симметричны

5 относительно заданных значений температур. : ..

Приоритет-принадлежит непрерывному сигналу, задаваемому вторым задатчиком 4, т.е. при достижении температуры датчиком 8-большей, чем температура указанного задатчика, обеспечивается включение второго и riepBuro компараторов и отключение выхода устройства. Для защиты устройства при коротком замыкании датчика температуры используется транзистор 16, который блокирует выходное устройство при помощи последовательно соединенных с его базой резистора 19, диода 20 и выхода датчика 8 температуры., ,

Формула и з о б р е т е к и я Устройство для регулирования температуры, содержащее измерительный мост, в плечи которого включены два потенцирмет- рических задатчика температуры, датчик температуры и ограничивающие резисторы, два компаратора, к выходу каждого из которых подключена обмотка соответствующего электромагнитного Јелё, ключевой транзистор, ограничивающие резисторы и развязывающие диоды, о т л и чаю щ ее - с я тем/что, с целью повышения надежности и упрощения устройств а, первый компаратор соединен своим нейнвертирующим

0

0

5

входом со Средним выводом первого потен- циометричёского задатчика температуры и через последовательно соединенные первые ограничивающий резистор и развязывающий диод подключен к выходу второго компаратора, который соединен неинвертирующим входом со средним выводом второго потенциометрического задатчика, а йнвертирующие входы компараторов и один из выводов датчика температуры соединены между собой, ключевой транзистор эмиттером соединен с выходом первого компаратора и включен последовательно с обмоткой первого электромагнитного реле, база ключевого транзистора через последовательно соединенные вторые ограничительный резистор и развязывающий диод подключена к выходу второго компГараТора и через последовательно соединенные третьи ограничивающий резистор и развязывающий диод к инвертирующим входам обоих компараторов, а коллектор ключевого транзистора соединен с шиной нулевого потенциала.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в сельском хозяйстве 6 электронагревателях в качестве устройства 2 для регулирования температуры воды и воздуха в технг логических целях и защиты устройства от перегрева. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устройства. Сущность изобретения: устройство содержитзадатчик 1 температуры, включенный е измерительный мост 2, в который так-, же включены резисторы 3, 5, 7, второй потен циометрический за датчик 4 и датчик температуры 8, первый компаратор напряжения 9, ограничивающие резисторы 10 и 11, развязывающий диод 12, второй компаратор 13. ограничивающий резистор 14, электромагнитное реле 15, ключевой транзистор 16, ограничивающие резисторы 17, 19, развязывающие диоды 18, 20, второе реле 21с размыкающими 22 и замыкающими 23 контактами. 1 ил. : -;6 О I «о Ё