Пропорциональный регулятор температуры Советский патент 1979 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к области термостатирования (терморегулирования) . .. Известны регуляторы температуры, содержащие датчик температуры, подг ключенный параллельно к трем операционным усилителям., выходы которых подсоединены к входам блока формИрования управляющего сигнала, выходом соединенного с входом тйристо ного йсполнительного устройства } подобные регуляторы температ ры имеют две и более ступени регули рования. С каждой ступенью уменьша.ется мощность, подводимая к нагрева тельному элементу, чем обеспечивает ся более плавный подход к заданной температуре. Однако из-за дискретности регулирования подводимой к нагревателю мощности перерегулиройание остается достаточно большим. Наиболее близким .к изобретению . по технической сущности является . пропорциональный регулятор температуры 2, Регулятор содержит датчик температуры, усилитель .постоянного тока, нуль-орган, генератор пилообразного напряжения, формирователь синхронизирующих импульсов, элемент совпадения,формирователь импульсов управления и регулирующий элемент, подключенный к нагревательному элементу. В этом терморегуляторе сигнал с датчика температуры усиливается усилителем постоянного трка. Усиленный сигнал поступает на вход нуль-органа, к второму входу которого подключен генератор пилообразного напряжения, а выход подсоединен к одному из входов элемента совпадения. К второму входу элемента совпадения подключен формирователь синхронизирующих импульсов, а выход элемента совпадения -.к формирователю импульсов управления, выход которого подключен к входу .регулирующего элемента. Такой пропорциональный регулятор температуры позволяет по мере приближения к заданной температуре плавно уменьшить мощность, подводимую к нагревательному элементу, и тем самым значительно снизить перерегулирование. Общим недостатком описанных терморегуляторов является отсутствие устройств, Q-сутествляющих функцию

пропорцион.ального отбора тепла при внешнем возмущающем воздействии в сторону накопления тепла объекта, температура которого регулируется. В случае импульсного включения йагрева, в результате слабого контактрования датчиков температуры с нагреваемыми элементами происходит перерегулирование, вызывающее отклонение температуры выше требуемог предела, например,при сборке микросхем методом импульсной пайки. Точность поддержания температуры в этом случае, как правило, должна быть не хуже ±5°С, Отклонения температуры в зрн.е пайки выше ±5°С возникают также по причине сочетания нагрева предметного столика, импульсного нагрева инструмента и наг рева защитного газа.

Применение устройств регулированиятемпературы с постоянным отбором т«пла с помощью, например, венгиляции, управляя энергией нагревателя,. неэкономично в связи с постоянным питанием исполнительных устройств,

Цель изобретения - повышение точности регулятора при накоплении тепла.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор температуры введены последовательно соединенные Инвертор, второй нуль-орган, второй формирователь импульсов управления, второй регулирующий элемент и охладитель, причем выход усилителя соединен с вторым входом второго нульоргана, а выход генератора пилообраного напряжения - с входом,инвертора. . ... На чертехсе представлена функциональная схема пропорционального регулятора температуры..

Регулятор температуры содержит, датчик 1 температуры, усилител 2, первый 3 и второй 4 нуль-органы инвертор 5, генератор 6 пилообразного напряжения, формирователь 7 импульсов синхронизации, первый 8 и второй 9 формирователи импульсрЬ управления- первый 10 и второй 11 регулирующие элементы, нагреватель 12и охладитель 13,

Работает регулятор температуры С71едую1цим образом. .

Сигнал с датчика 1 температуры у.силивается усилителем 2, с выхода которого сигнал поступает на нульорганы 3 и 4,, На второй вход нульоргана 3 проходит лийейно-нарастающее напряжение с генератсЗра 6 пилообрдзного напряжения, синхронизируемое с формирователя 7. С выхода нуль-органа 3 импульсы, длительност которых обратно пропорциональна величине сигнала С датчика температуры, поступают на формирователь

8 импульсов управления. С выхода формирователя 8 импульсы попадают на элемент 10 (например, тиристорный ключ), регулирующий мощность, подводимую к нагревателю 12. При еэтом осуществляется плавный подход к заданной температуре снизу.

Кроме того, сигнал с выхода усилителя 2 постоянного тока подается на-один из входов нуль-органа 4,

Q на другой вход которого поступает линейно-падаюа(ее напряжение, формируемое путем инвертирования инвертором 5 сигнала с генератора 6 пилообразного напряжения. На выходе нуль-органа 4 длительность импульсов прямо пропорциональна величине превышения температуры над заданной . С выхода нуль-органа 4 импульсы поступают на формирователь 9, с выхода которого импульсы управления проходят на регулирующий элемент 11. Элемент 11 регулирует мощность, подводимую к охладителю 13. Тем самым осуществляется плавный подход к заданной температуре отбором

5 тепла. В качестве охладителя может быть использован управляемый газовый вентиль, регулирующий подачу охлаждаюп щего газа в зону пайки при сборке

интегральных схем. При этом электромеханический вентиль регулирует параметры охлаждающего газа, дополниТельнд поступающего в канал подачи - защитного подогретого газа.

Применение регулятора температурь) с управлением охлаждения обеспечивает поддержание температуры в зоне пайки с точностью ±5°С и 0 позволяет получить стабильное по качеству присоединения.

Устройство применено в установке присоединения внутренних выводов е кристаллов интегральных схем методом пайки на «лужение выводы, сформированные на непрерывной ленте.

Формула изобретения.

Пропорциональный регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные датчик температуры, усилитель, нуль-орган, формирователь

импульсов управления, регулирующий элементИ нагреватель и последовательно соединенные формирователь импульсов синхронизации и генератор пилообразного напряжения, выход

0 которого подключен к второму входу нуль-органа, о т л и ч а ю Щ и и с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит последовательно соединенные инвертор, второй нуль-орган, второй

формирователь импульсов управления второй регулирующий элемент и охладитель, причем выход усилителя соединён с вторым входом второго нульоргана, а выход генератора пилообразного напряжения - с входом инвертора...

Источники информации,, принятые- во внимание при экспертиз :

1,Авторское свидетельство СССР 525934, кл.б 05 D 23/19, 1975

2,Авторское свидетельство СССР 491123, кл.С 05 D 23/19, 1974 (прототип),