Устройство для регулирования температуры Советский патент 1977 года по МПК G05D23/19 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к радиотехнике.

Известным устройствам для регулирования температуры присуида низкий коэффициент полезного дейс1вия, а также значительное время установления номинальной темпорат фы в рабочем

объеме 1),

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее термочувствигёльный мост, к выходной диагонали которого подключен резонансный усилитель, и исполнительный эле мент 121.

Устройство представляет собой генератор незатухающих колебаний, состоящий из усилителя и термочувствительного моста, включенного в цепь положительной обратной связи, свнзанньш с ис-. полнительным элемеитом. Частот колебаний, ш которой работает устройство, выбирается как можн более низкой, а температура баланса моста-значительно выше рабочей.

Поскольку температу ра| баланса моста выбирается значительно вьпие рабочей, то в схеме нейрерывио поддерживаются колебшшя даже тогда, когда температура в рабочем объемеравна номиналбИой. Это обусловливает срайнительнр низкое

значение КПД. Недостатком является также сравнительно слабая зависимость напряжения регулирования от приращений температуры, которая чаще всего получается линейной, что вызьшает значительную инерцио1шость процесса регулирования температуры.

В то же время, , для высокостабильных кварцевых генераторов часто требуется быстрый выход частоты на номинал и Точное поддержание заданной температуры в термостате.

Уменьшить инерционность управления температурой можно, получив более резкую зависимость напряжения регулирования от пеличииы отклонения температуры от номинальной, а также применив реверсивное управление температурой. При зтом иопользование дополнительного усиления является нежелательным из-за возрастания опасности самовозбуждения системы.

Целью изобретения является повьщюйие быстродействия устройства.

Цель достигается за счет того, что предлагаемое устройство для регулирования температуры содержит дополнительный резоиаисиый усилитель, эмиттерньА повторитель, дифференциальный усилитель, фазовьш детектор, фазосдвигающий Элемент и логические блоки, причем дотсолнитель. резонанс1гый усилитель подключен к выходной , диагонали моста параллельно верному резонансио. му усилителю, выходы резонансных уснлите;гей подключены ко входам эмиттерного повторителя, выход которого соед1шен со входной диагональю термочувствительного моста и входом фазового детектора, и ко входам дифференциального усилителя, выход которого соединен через фазосдвигающий элемент с другим входом фазового детектора и входом первого логического блока, другой вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выходы первого логического блока подключены ко входам второго логического блока, к выходу которого подключен испошштельный элемент. На чертеже изображено предложенное устройство. Оно содержит резонансные усилители 1 и 2; эмитхер|П)1Й 1 повторитель 3; термочувствительный мост 4, в плечи которого включены терморезисторы; дифференциальньш усилитель 5; первый логический блок 6 с одним- входом и двумя выходами, под действием управляющего сигнала входной сигнал проходит на тот или шюй выход; фазовый детектор -7, выходной сигнал которого пропорционален разности фаз Входных сигналов; второй логический блок 8 с двумя входами и двумя выходами, полярность выходного налряже1шя которого зависит от того, на какой из входов подается сигнал; фазосдвигаюпдп элемент 9, обеспечивающий сдвиг фазы входного напряжения на 90°; исполшпельньш элемент 10. Устройство работает следующим образом. Блоки 1-4 представляют собой два усилителя, охвачеш1ые обратной связью. В цепь обратной связи включен термочувствительный мост 4, питаюидийся напряжением с выхода усилителей1,2 через эмиттерньп повторитель 3. Выходной сигнал с термочувствительного моста 4 поступает.на входы усилителей1,2 в противофазе. При сбалансировшсгом термочувствительном мосте 4 цепь обратной связи размыкается. При том или ином знаке отклонения температуры от номинальной обратная связь будет положительной для одного из усилителей и отрицательной для другого. Если обеспещ1ть мягкий режим caMOBosOjoKдения усилителей 1, 2, то зависимость между амплиту дами их входного и выходного сигналов обладает высокой крутизной. Таким образом, при отклонешш температуры от з данной на выходе одного из зсилителей будет переменное напряжение, алпиштуда которого определяется характеристикой самовозбуждения и выходным шпряже1шем моста 4. С целью использования эффекта Пепыье применен второй лоп1ческий блок 8, полярнос1Ъ напряжен1Ш на выходе которого может быть изменена. Для обеспечения его нормальпоГ{ работы выходные сигналы усилителей 1,2 подаются на в.ходы дифференциального усилителя 5. На его выходе будет сигнал с фазой, совпадающей шш противоположной фазе работающею усилителя в зависимости от знака отклонения температ ры. .Сигнал с выхода дифференциального усилителя 5 подается на один из входов первого ло1-ического блока 6, который пропускает сигнал на тот шш иной выход в зависимости от полярности выходного напряжения фазового детектора 7. Фазовый детектор выдает сигнал, полярность которого определяется с инфазностью или противофазностью выходного сигнала дифференциального усилителя и его входным сигна лом, т.е. знаком отклонегия температуры от номинальной. Для того, чтобы сигнал с выхода фазового детектора был и в случае синфазности подаваемых на входы напряжений, и в случае их противофазности, одно из этих напряжений необходимо сдвигать по фазе на угол - 90°, что и выполняет фазосдвигающий элемент 9. Таким образом, выходной ток устройства будет изменять свое направление при изменении знака отклонения температ ры от номинальной и величина его будет резко изменяться от изменения температуры в термостате. Предложенное устройство позволяет вдвое повысить быстродействие по сравнению с известным устройством. Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержап|ее термочувствительный мост, к выходной диагонали которого подключен резонансный ус шитель, и исполнительньш элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит дополнительный резонансный усилитель, змиттерный повторитель, дифференодальный усилитель, фазовый детектор, фазосдвигающий элемент и логические блОки, причем дополнительньп резонансный усилитель подключен к выходной диагонали моста параллельно первому резонансному усилителю, выходы резонансных усилителей подключены ко входам эмиттерного повторителя, выход которого соеД1птен со входаой диагональю термочувствительного моста и входом фазовою детектора, и ко входам да фференцлального усилителя, выход которого соединен через фазосдвигающий элемент с другим входом фазового детектора и входом первого логаческого блока, другой вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выходы первого логического блока подключены ко входам второго логического блока, к выходу которого подключен исполнительный элемент. Истоздшки информации, принятые во внимание при экспертизе.: 1.Кей)1 В.М. Констру-ирование терморегуляторов, Советское радио, М.,1971,стр,1-97. 2.Кейн В.М. Конструирование терморегуляторов, Советское радио, М., 1971, стр. 97, рис. 4,,6.

Г