Термоэлектрический термостат Советский патент 1979 года по МПК G05D23/30 

(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕРМОСТАТ

ется в сигнал вида OQ + +0 GO, bo и Со - постоянные коэффициенты, /о - ток термобатареи.

Аналогично сигнал, иропорциональный току комненсационной термобатареи (А,) иодается на второй вход блока коррекции и преобразуется в сигнал вида aiJk + ,

где и ftk - постоянные коэффицнеиты, а /k - ток компеисационной термобатареи. С выходов сумматоров сигналы с термобатарей, иреобразованные в квадратичную формулу, поступают на вход нуль-органа, управляющего работой регулирующего элемента, который через компенсационную термобатарею изменяет ток таким образом, что обеспечивается равенство

+ 0/0 + Со - а/, - &/К .:: О(1 )

во всем диапазоне изменения температуры окружающей среды, при этом обеспечивается независимость температуры объекта термостатировация от температуры окружающей среды.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит терморегулятор 1, к выходу которого подключена последовательная цепь из термоэлектрической батареи (термобатареи) 2 и первого резистора 3, параллельно которой подключена цепь последовательно соединенных регулирующего элемента 4, компенсационной термобатареи 5 и второго резистора 6; на холодном спае термобатареи 5 размещен датчик температуры 7, подключенный ко входу терморегулятора 1. К точке соединения термобатареи 2 и первого резистора 3 подключен первый вход блока коррекции 8, к последнему подключены входы первого линейного масщтабного элемента 9 и первого масштабного квадратора 10, выходы которых подключены ко входам первого сумматора 11, а на его третий вход подано заданное постоянное напряжение от источника опорного напряжения 12.

К точке соединения компенсационной термобатареи 5 и второго резистора 6 подключен второй вход блока коррекции 8, к нему подключены входы второго линейного масщтабного элемента 13 и второго масщтабного квадратора 14, а их выходы подключены ко входам второго сумматора 15.

Выходы сумматоров И и 15 подключены к входам нуль-органа 16, выход которого соединен с выходом блока коррекции 8, подключенным к входу регулирующего элемента 4.

Питание устройства осуществляется от источника 17.

Устройство работает следующим образом.

При помощи датчика температуры 7 и терморегулятора 1 осуществляется автоматическая стабилизация температуры холодиого спая компенсационной тсрмобата)ei 5 с задаиной точностью, при -ггом температура холодного спая термобатареи 2 поддерживается с меиьщей точностью, так как термобатарея 2 не входит в замкнутый коитур регулирования. Изменения те.мпераTypi.i термобатареи 2, занисяише от изменения температуры окружаюиюй среды, передаются через теплопое соиротивление между термобатареей 2 и объектом термостатирования на объект.

Однако величина и знак изменения температуры термобатареи 2 при изменении температуры окружающей среды зависят от 5 режима компенсационной термобатареи 5.

При заданном режиме термобатареи 2 путем настройки регулирующего элемента 4 возможно установить такой режим термобатареи 5, нри котором величина и знак холодопроизводительности термобатареи 2, переданной на объект термостатировання, соответственно равны и противоположны величине и зиаку теилоиритоков, поступающих к объекту термостатирования от окружающей среды по локальным связям объекта с окружающей средой, причем происходит тепловая компенсация возмущений, переданных на объект со стороны окружающей среды.

Применительно к нагревным термостатам компенсация осуществляется путем выбора отношений - Б, где Qn - мощVHI

ность основного нагревателя; Q,,, - мощность дополнительного нагревателя; Б - коэффициент тепловой компенсации.

Для термоэлектрических термостатов, в силу идентичности тепловых ироцессов в термостатах, компенсация осуществляется

путем выбора отношения -- где Qo -

холодильная мощность основной термобатареи; Qg - холодильная мощность компеисационной термобатареи.

В силу квадратичной зависимости холодильной мощности термобатареи от тока

QOг

через нее равенство Ь можно осуQg

ществить только в каком-то одном режиме 0 термобатареи, соответствующем определенным значениям токов /о и 7.

При изменении этих токов в процессе регулирования (при изменении тепловой нагрузки - температуры окружающей среды)

отнощение - также изменяется, кроме

Qg того, нарущается эффект компенсации.

Если ввести в термостат устройство, производящее подрегулировку тока через компенсационную термобатарею, то отнощение

- : .6 МОЖНО поддерживать постоянным Qg

во всех режимах раооты тер.мостата, т. е. тепловая компенсацня не нарзшается. Анализ уравнений, оиисывающих работу