Устройство для регулирования температуры Советский патент 1979 года по МПК G05D23/24 

1

Изобретение относится к технике регулирования температуры раз.пичных объектов.

Наиболее близким по своей техничес кой сущности к предлагаемому является устройство,для регулирования температуры, содержащее резистивный мост с датчиком температуры, источник питаНИН переменного тока, подк.люченный к питающей диагонали резистивного моста, в измерительную диагональ которого включен двухканальный блок управления триггером,- вк.люченным в цепь исполнительного элемента и в измеритель ную диагон ь резистивного моста 1,

Недостатком данного устройства является низкая точность.

Целью настоящего изобретения является повышение точности устройства,.

Эта цель достигается тем, что устройство содержит усилитель-демодулятор, а каждый канал блока управления триггером состоит из последовательно соединенных уси.пителя-ограничителя, генератора пилообразного напряжения и формирователя импульсов запуска, причем управляющий вход генератора пило- образного напряжения одного из каналов подк.лючен через усилитель-демоду|лятор к измерительной диагонали резистивного моста.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предложенного устройства для -регулирования температуры.

На фиг. 2 - схема коммутации триггером исполнительного элемента.

На фиг. 3 - диаграммы напряжений.

Регулятор температуры (см. фиг. 1) содержит резистивный мост 1, в одно плечо которого включен датчик температуры 2, двухканальную схему управления триггером 3, каждый канал которюй состоит из последовательно соединенных усилителя-ограничителя 4, 5 генераторов пилообразного напряжения 6,

7,формирователей импульсов запуска

8,9, подключенных к входам триггера 3. К управляющему входу генератора пилообразного напряжения 6 подк.пючен усилитель-демодулятор 10, вход которого подсоединен к измерительной диагонали резистивного моста 1. В одно из плеч триггера вк.пючен исполнительный элемент 11 и измерительная диагональ резистивного моста 1, питающая диагональ резистивного моста 1.. подк.пючена к источнику переменного тока

(на чертеже не показано). Триггер на тиристоре Т1 (фиг. 2) с включенным в его плечо исполнительным элементом 11 и измерительной диагональю моста 1 содержит два управляющих транзистора Т2 и ТЗ, Транзистор Т2 с ограничительным резистором Rl и базовым резистором R2 подключен к управляющему электроду тиристора. Транзистор ТЗ с базовым резистором R3 подключен к аноду тиристора Т1. Оба транзистора выполняют функцию ключевых элементов и находятся поочередно, в зависимости от поступления от рицательных управляющих импульсов на входы 1 и 2, либо в режиме отсечки, либо в режиме насыщения. Регулятор работает следующим образом. . / При равенстве плеч моста 1, т.е когда сопротивление датчика.температуры 2, находящегося под .воздействием температуры регулируемой среды,равно заданному, с измерительной диагонали моста снимается нулевое напряжение UQ (фиг, 3,а), Усилители-ограничители 4 5, усилитеЛь-демодулятор 10, генераторы пилообразного напряжения 6, 7 и формирователи импульсов запуска 8, 9 находятся в исходном состойнии, Триггер 3 находится в состоянии О-внключено (фиг, 3,в); исполнительный эле.мент 11 отключен, обесточен (фиг. 2) следовательно, на измерительную диагональ резистивного моста; 1 напряжение обратной связи не поступает. Далее под действием внешних возмущений температура изменяется, допустим, уменьшилась. Это изменит сопротивление датчика температуры 2, нарушит равновесие резистивного моста 1, На измерительной диагонали резистивного моста 1 появится малое переменное напряжения и (фиг, 3,а), Это напряжейие будет усилено усилителями-ограни чртелями 4, 5 , а усилителем-демодуля 10 срно преобразуется в постоян ное напряжение Ug (фиг. 3,5) воздёйствующее на управляющий Bxoxi генератора пилообразного напряжения б. Оба генератора пилообразного напряжения б и 7 начинают вырабатывать пилу. На диаграмме (фиг, 3,6) генератору пиЛорбразного напряжения б роотбётствует.нечетная пила, а генератору пилорбразного напряжения 7 - четная,. Иа диаграммы видно, что срабатйвает рмирователь импульсов Запуска 8, ст $Ренный на Ucp и на соответствующий вход триггера 3- поступает запускающий импульс, На диаграммах (фиг, 3,6,в) видно, что При функционировании формировате ля импульсов запуска 8, триггер 3 будет находиться в состоянии 0- выклю чено до тех пор, пока, не сработает формирователь импульсов запуска 9 (фиг, 3,г,д), обеспечивающий срабаты вание триггера 3 пр второму входу, С началом динамического функционирования триггера 3 со скважностью где время включения; t-.,.,- времявыключения, действует обратная связь в соответствии с работой триггера 3 6 ключевом режиме. Наизмерительную диагональ резистивного моста 1 (фиг, 2) подается напряжение со скважностью К/, приводящее к разогреву датчика температуры 2, Это вызывает смещение рабочей точки по отношению к уставке и действием обратнрй связи, уменьшает ошибку рассогласования, причем закономерность уменьшения будет соответствовать данной скважности К, С другой стороны включение исполнительног;о элемента 11 со скважностью К , будет препятствовать внешнему возмущению, которое направлено на уменьшение температуры регулируемого объекта. Иначе. говоря, с поступлением дискретной порции. ср скважностью к ошибка рассогласовайия уменьшается, фop иpoватель импульсов запуска 9 перестает функционировать (фиг. 3,6) триггер 3 переходит в выключенное состояние (фиг. 3,в), обратная связь перестает действовать, а датчик температуры 2 получает определенный (слабый) разогрев, благодаря которому возникает смещение рабочей точки;и баланс резистивного моста 1 при разогретом датчике температуры 2 С остыванием датчика температуры 2 вновь возникает разба-. рёзистивнбго моста 1 вследствие чего срабатывает триггер 3,но уже с i GHbiaefi скважностью.Этртпррцесс будет повторятьЬя до тех пор,пока температура регулируемого объекта йод воздействием регулирующего органа не станет равной заданной. Длительность работы . СР скважностью К и длительность пауз . будет определяться величиной обратной связи, а теплрвой инерцией рбъекта и датчика температуры 2. Допустим, что возмущающее воздействие было брлее сильньам по сравнению с рассмотренньам случаем. Ошибка рассогласования на измерительной диагонали резистивного мрста 1 соответствует теперь напряжению и(фиг, 3,а), На диаграмме (фиг, 3,е) представлены напряжения на выходах генераторов пилообразногр напряжения б, 7, приче м нечетные пилы соответствуют генератору пилообразного напряжения б, четные - 7; Ucp г Ucp- напряжения срабатывания формирователей импульсов запуска 8, 9 соотвётстйенно. Uj- - напря- жение усилителя-демодулятора 10, На диаграмме ( фИг, 3,ж)представлены напряжения на выходе триггера 3. Отсюда видно, что скважность- срабатыва|1ий триггера 3 К g увеличилась по сравне5нию с ранее расмотренным случаем более слабого возмущения. Увеличение скважности К2, К ведет к тЬму, что величина обратной связи возр стает т.е. датчик температуры 2 разогревается более интенсивно: кривая, соответствующая скважности К А иде выше по сравнению с кривой, соответствующей скважности К. в предельном случае при еще более сильном возмущении соответствующем напряжению разбаланса , срабатывает только формирова тель импульса запуска 9, так как напряжение усилителя-демодулятора 10 U настолько возрастает, что нечетные пилы генератора пилообразного напряжения 6 становятся совсем малыми, не достаточнымидля срабатывания фо1 ирователя импульсов запуска 8, Тригге 3 срабатывает со скважностью К ;1, т.е. переходит во включенное со тояние. По мере уменьшения напряжения раЭбаланса триггер 3 последовательно пе1реходит диапазон скважностей от К 1 до К 0. Изменяется соответственно и величина обратной связи: при К 1 она максимальна, при К близкой О -минимальна.. Разогрев датчика температура 2 так же как и поступление тепла от исполнительного элемента 11 на объект регулирования температуры, зависит от скваж-норти. Посжольку более сильному возмущению сЬбтветствуёт большая скважность, то и разогрев датчика тем .ператур 2 будет более интенсивным, быстрее во 2стаНС)вится баланс рёзистив ного моста 1. При остьгвании датчика темйературы 2 вновь возникает разбаланс. Так Же, как и при слабом возму6щении, начинается последовательное приближение по циклу: включено-выключено с начальной скважностью К в цикле включено. Этот цикл протекает теперь при более сильной обратной связи. Благодаря этому при более сильном возмущении сокращается тар&ля восгстановлений заданной температуры. Осуществляется гибкая обратная связь. изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее резистивный мост с датчиком температуры, источник питания nepovieHHoro тока, подключенный к питающей диагонали резистивного ; моста, в измерительную диагональ которого включен двухканальный блок управления триггерсж, включенным в цепь исполнительного элемента и в измерительную диагональ резистивного моста, от ли ч а ю щ е е с я тем/ что, с целью пЬвышени:я трчнбсти устройства, оно содержит усилитель-демодулятор, а каждый канал блока угфавления триггером состоит из последовательно соединенных ycилитeля-oгpaничитJeля, гене ратора пилообразного напряжения и формирователя ймпульсбв запуска, прич&л управляющий вход генератора пилообразного напряжения одного из каналов подключён через усилитель-демодулятор к измерительной диагонали резистивного моста. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 463953, кл. Q05 D 23/24, 1971.

iJZ.I

6629)8

II e 1ПТ1ШШТ1ТШГ

K:--r- 1-1- -- l

еым

11 e |iiniiiiiii iiiiiii|

.,1. Дк

t fiima

I:

:.

/cx

Лгл

-

Sif/t