Двухпозиционный терморегулятор Советский патент 1974 года по МПК G05D23/19 

1

Изобретение относится к 3J eKTpoHHbiM устройствш автоматического термостатировашш и терморегулирования ,

Известны двухиознционные терморегуляторы, содержаще в качестве релейного элемента триггер , а в качестве исполнительного элемента полупроводниковый ключ, например транзисторный шш тириоторный

Такие терморегуляторы имеют два недостатка, которые проявляются, когда температура окружающей среды приближается к значению статируемой температуры и необход шая термокамере мощность подо1рева стреш1тся к нулю.

Первый недостаток состоит в том, что полупроводнтшовнй ключ в пгюцессе двух1 ози1и1онного регуjiiipoBtiHnH не разрывает цепь питания нагревате;ш полностью, а лишь увеличивает ее сопротивление.В результате этого просачивающаяся через ключ мощность нарушает точiHuCTb термостатировсшия.

Второй недостаток состоит в том, что до мере угленьшения мощности подогрева термокамеры часть мощности, затрачиваемая на опрокидывание триггера, просачивающаяся с его входа на выход как через усилитель и далее через ключ в нагреватель, оказывается достаточной для поддержания температуры

) кагдеры. В результате этого терморегулятор теряет устойчивость и переходит из двухпозивдонного режима регулирования в пропорциональный режим регулирования, что

5 тшсже нарушает точность термостатирования.

Цель изобретения - повысить точность терморегулирования,когда теьшература окружа эщей среды приU ближается к значению статируемой тежшратуры. .

Это достигается тем, что коллекторы транзисторов триггера подключены к базагл транзисторов двух5 канш1ьного датчика разбаланса на(пряжен1-1Й, коллектор одного из которых подключен к базе первого транзистора исполнительного элемента, коллектор первого транзистора соединен с нагревательным элементом, а к эматтеру через резистор подключен эдшттер второго транзистора исполнительного элемента, коллектор второго транзистора подключен к базе первого транзистора

исполнительного элемента, база второго транзистора подключена к коллектору другого транзистора двухканального датчика разбаланса напряжений,

Схема двухпозиционного терглорегулятора приведена на чертеже.

Терморегулятор содержит термочувствительный мост 1; усилитель 2; триггер 3 на транзисторах 4 и 5, шлеющий вход 6 и соед1шенные с его коллектора ® выходы 7,8; двухканальний датчик разбаланса напряжений 9 на парах транзисторов 10, II и 12,13, имеющий выходные каналы 14 и 15 и подключеннш входной цепью к выходшл 7,8 триггера; исполнительный элемент на транзисторах 16 и 17; нагревательный элемент 18 термокамеры; элемент смещения 19, напршлер, в виде включенного в шину питания диода (в прямом направлении) или резистора

Терморегулятор работает следующим образом.. Г1ОЛОЖ1Ш термочувствительный мост I питается постояннтл напряжением, когда температура термокаглеры и моста нике заданного значения, мост разба.яансирован и на входе 6 триггера действует усиленное напряжение разdajiaiica моста отрицательной полярности, которое удерживает транзистор 4 триггера в открытом состоянии, а транзистор 5 закрыт. При этом напряжение на выходе 7 положительно относительно выхода 8 и в датчике разбаланса напряжений 9 протекает базовый ток через пару транзисторов 12,13. Вследствие это го сопротивление коллекторных переходов этих транзисгоров, т ее, п)оходное соп ютивление выходного кш1ала 15 для базового тока первого транзистора 17 исполнительного элеыента мало. Транзистор 17 насыщен и через нагфеватель 18 протекает ток подогрева термокшлеры Канш 14 датчика разбалш са напряжен;:;; закрыт, так как полярность нал 1яжения на выходах 7, 8 для с5азовых переходов транзисторов 10 II запирающая.

В процессе подогрева термокамеры термоч:увствителышй мост

т j.

стремится к состоянию равновесия и напряжение на входе 6 убывает, но триггер сохраняет свое состояние и нагрев продолжается до тех пор, пока не произойдет обратный разбаланс термочувствительного моста 1.И на входе:,/6 не. .появится, положительное напряжение. Триггер опрокидывается, полярность напряжения на его выходах 7,8 меняется и канал 15 датчика разбаланса напряжений и первый транзистор 17 исполнительного элемента закрывается, а канал 14 и второй транзистор 16 исполнительного элемента открывается. Будучи насыщенным, транзистор 16 подключает через свой коллекторный переход запирающее напряжение (+), выделяющееся на элементе смещения 19 за счет тока, потребляемого схемой, к базе транзистора 17. Вследствие этого остаточный коллекторный ток транзистора 17 через нагреватель 18 резко утленьшается, т.е. устраняется первый и отмеченных выше недостатков.

Второй недостаток, т.е. переход терморегулятора в режим пропорционального ре1улирования устраняется благодаря тому, что управление транзисторами 16,17 исполнительного элемента осуществляется через каналы датчюса разбаланса. Смена проБодшлостей каналов происходит, как было показано выше, в момент изменения полярности выходов 7,8триггера, т.е. после того, как полностью разовьется необраттлый процесс опрокидывания триггера, словами, каков бы ни был- предшествующий опрокидыванию триггера перекос его плеч вследствие медленно нарастающего на его

5 входе опрокидывающего сигнала, это шшак не сказывается на состоянии транзисторов 16,17 и режим двухпозиционного регуж-трования принципиально не может нарушиться. Это позволяет использо.вать двухпозидиошшй терморегулятор без потери точности термостатихювания в условиях, когда окружающая температура становится очень близкой, практи. чески равной значению статируемой

температуры..

1

ПРЩДЕТ ИЗОГИЛЧ ПИ

оДвух1юзиц1 ошш11 терморегуля- ..

тор, содержащий термочувотвительньш мост, подкл10чепш1Й к усилителю, выход которого подключен ко .входу

триггера, двухканальный датчик разбаланса напряжений, исполнительный элемент, выполненный на транзисторах, и нагревательный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, коллекторы транзисторов триггера подклгзчены к базам транзисторов двухканалъного датчика разбаланса напряжений,коллектор одного из которых подключен к базе первого транзистора исполнительного элемента, коллектор первого транзистора соединен с нагревательнырл элементом, а к эмиттеру через резистор под1 :ль1чен эг.шттер второго транзистора исполнительного элемента, коллектор второго транзистора подключен к базе первого транзистора исполш- тельного элемента, база второго транзистора подключена к коллектору другого транзистора двухкаиального датчика разбаланса напряжегай.