УСТРОЙСТВО для ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G05D23/30 

Изобретение относится к области термостатирования и, в частности, может быть использовано для прецизионного термостатирования большого количества объектов.

Известны устройства для термостатирования, в которых используются мостовой термисторный датчик, питаемый от автономного генератора, и усилитель мощности, на выходе которого включена обмотка подогрева термостата.

Недостатком известных устройств является низкая долговременная стабильность температуры, вызванная старением термистора. Кроме того, при использовании известных устройств для термостатирования больших объемов температура объектов термостатирования существенно зависит от температуры окружающей среды.

С целью обеспечения долговременной стабильности предлагаемое устройство снабжено дополнительным каналом регулирования с двумя автогенераторами, в одном из которых использован прецизионный, а в другом-температурный кварцевый резонатор, подключенными ко входам смесителя, причем выход последнего через фильтр подключен к фазовому детектору, который через усилитель соединен с электродвигателем, подключенным через редуктор к переменному резистору, включенному в плечо термочувствительного моста,

Иа фиг. 1 показана блок-схема устройства на фиг. 2 - принцип работы устройства.

Устройство содержит температурный 1 и прецизионный 2 кварцевые резонаторы, автогенераторы , смеситель 5, усилитель 6 низкой частоты, фильтр 7, фазовый детектор 8, усилитель 9 постоянного тока, двигатель 10, редуктор 11, термочувствительный мост, в плечи которого включены переменный резистор

/2итермисторный датчик 13, усилитель/4 низкой частоты второго канала, автономный генератор 15, фазовый детектор 16, усилитель 17 постоянного тока второго канала, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 18, усилитель 19

мощности и нагреватель 20.

Устройство работает следующим образом. В момент первоначального включения термостата термочувствительный мост разбалансирован, напряжение на выходе усилителя 17

максимальное, относительная продолжительность импульсов на выходе ШИМ /8 равна единице, и в нагревателе 20 термостата выделяется максимальная мощносгь. Происходит разогрев термостата. Одновременно с этим повышается температура датчиков 1 и 13. По мере прогрева термостата термочувствительный мост приближается к балансу, который устанавливается при температуре, близкой к температуре термостатирования. Одновременность импульсов на выходе ШИМ и мощность подогрева плавно уменьшается. В установившемся режиме мош;носгь, выделяюш;аяся в нагревателе, равна мош,ностн, рассеиваемой термостатом в окружаюшее пространство. Таким образом, термисторный датчик 13, коиструкТИВ1НО расположенный вблизи нагревателя термостата (см. фиг. 2), обеспечивает плавное и безынерционное регулирование температуры объекта.

Дополнительный датчик 1, температуры в качестве которого используется температурный кварцевый резонатор расположен вблизи объекта термостатирования. Там же расположен эталонный кварцевый резонатор 2. Сигналы с выходов автогенераторов 5 и 4 подаются на входы смесителя 5. Сигнал разностной частоты с выхода смесителя 5 после усилителя 6 низкой частоты поступает на фильтр 7, фазовая характеристика которого проходит через нулевое значение на частоте FHOM. Фильтр может быть выполнен, например, в виде двойного Т-образного моста. Разность частот температурного и эталонного кварцевых резонаторов, равная FHOM, соответствует моминальной температуре объекта термостатпрования. Мост регулируется таким образом, чтобы его баланс осуш,ествлялся на указанной температуре. С выхода фильтра 7 напряжение подается на фазовый детектор 8. Напряжение с выхода фазового детектора 8 подается на усилитель 9 постоянного тока и управляет работой электродвигателя 10. Схема управлепия враш ением двигателя настроена так, что при частотах ниже /-ном двигатель врашается в одну сторону, а при частотах выше - в другую.

При наличии двух температурных датчиков, один из которых 1 расположен вблизи объекта термостатирования, а другой 13 - вблизи нагревателя термостата (см. фиг. 2), изменение температуры окрул ающей среды от /нг

до /н, приводит к появлению сигнала ошибки в канале с датчиком 1. Этот сигнал изменяет рабочую точку термочувствительиого моста с датчиком /5, и температура в центре термостата, где расположен нагреватель, изменяется от /1 до tz, за счет чего существенно иовышается точность регулирования температуры на объекте термостатирования. Долговремеиная стабильность температуры в термостате определяется эталонностью параметров датчика /. Температурный кварцевый резонатор, используемый в качестве датчика 1, обеспечивает высокую долговремеиную стабильность. Для устранения автоколебаний при установлении и регулировании температуры в системе термостатирования постоянная времени цепи, передающей сигнал от датчика 1 к датчику 13, должна быть больше времени прохождения тепловой энергии от нагревателя 20 до места

расположения датчика /, что достигается введением в систему редуктора 11с. определенным передаточным числом.

Предмет изобретения

Устройство для термостатирования, содержащее терморегулятор с непрерывным регулированием и термочувствительный мост с терморезистором, отличающееся тем, что,

с целью обеспечения долговременной стабильности, оно снабжено дополнительным каналом регулирования с двумя автогенераторами, в одном из которых иснользован прецизионный, а в другом-температурный кварцевый резонатор, подключенными ко входам смесителя, причем выход последнего через фильтр иодключен к фазовому детектору, который через усилитель соединен с электродвигателем, подключенным через редуктор к переменному резистору, включенному в плечо термочувствительного моста.

h- Ло

I1 Ii-r i

/5