Регулятор температуры Советский патент 1980 года по МПК G05D23/19 

1

Изобретение относится к области автоматического регулирования темпег ратуры. Регулятор температуры может быть использован, когда в качестве регулирующего элемента применяется термоэлектрическая батарея.

Известно устройство регулирования заданного температурного режима с помощью электротермического преобразователя тепла Ijf содержащее термобатарею, соединенную через контакты электромагнитного реле с источником пульсирующего питания, а питание обмотки реле осуществляется через биметаллический датчик температуры.. Однако данное, устройство не обеспечивает точного регулирования температуры, так как работает в позиционном реясикю и использует в качестве переключателей, механические контакты, что значительно снижает его надежность. Кроме того, само устройство создает значительный уровень радиопомех.

Другое известное устройство, наиболее близкое к изобретению - регулятор температуры {2, содержащий преобразователь сигнала с датчиком температуры, соединенный с переключающим элементом, выходы которого через разделительные трансформаторы соедииены с однополупериодньзми выпрямителями на тиристорах, включенным во вторичные обмотки силового трехфазного трансформатора, нагрузкой которого является термобатарея.

При температуре термореэистора, равной заданному значению, транзисторы шлходных каскадов преобразователя

0 сигнала находятся в закрытом состоянии. На базы транзисторов переключающего элемента подается запирающее напряжение.. При этом управляющее напряжение тиристоров отсутствует, оба вы5прямителя закрыты, и .-tOK через термо,батарею не проходит.,

В случае отклонения температуры от заданного значения в зависимости от знака отклонения открывается один из

0 транзисторов выходных каскадов преобразователя сигнала и с базы одного из транзисторов переключающего элемента снимается запирающее напряжение, импульсы переключающего элемента

5 через соответствующий разделительный трансформатор поступают на управляющие электроды тиристоров одного из выпрямителей. Тиристоры открываются, и через термоэлектрическую батарею

Ц проходит ток.

При отклонении TeNmeparypbi датчика от заданного значения в другую сторону импульсы переключаютего. элемента подаются на управляющие электроды тиристоров другого выпрямителя, и ток в термоэлектрической батарее меняет направление.

Недостатками такого устройства яв ляются низкая точность, поддержание заданного температурного режима, так как регулятор работает в позиционном режиме, и ток через термобатарею меняется скачком от нуля до максимального, что приводит к большим колебаням температуры, значительный уровень радиопомех, создаваемых однополупериодными выпрямителями на тиристорах так как коммутация их происходит при различных углах отсечки. Кроме того наличие двух выпрямителей и разделительных трансформаторов увеличивает габариты и снижает надежность устройства.

Целью изобретения является повышение точности регулятора при одновременном исключении радиопомех, создаваемых регулятором, его упрощение и повышение надежности работы.

Для достижения поставленной цели переключающий элемент выполнен в виде моста, плечи которого образованы комплементарными парами транзисторов причем к ВХОДНОЙ диагонали подключен источник питания, базы транзисторов одного типа проводимости каждой комплементарной пары подключены к выходам преобразователя, а базы транзисторов другого типа проводимости и термоэлектрическая батарея - к выходной диагонали моста.

На чертеже представлена схеМа регулятора температуры.

Она содержит датчик температуры - терморезистор 1, соединенный с преобразователем 2 сигнала, выходные тpaнзj cтopы 3 и 4 которого соединены с транзисторами 5 и 6 мостовой схемы ,переключающего элемента 7. Коллекто5.Ы транзисторов 5, б соединены чрез резисторы 8, 9 с базовыми транзисторами 10, 11, между коллекторами которых включена термобатарея 12, Эмиттеры транзисторов 5, 6 соединены меж ду собой и через резистор 13 связаны с соединенными между собой эмиттерами транзисторов 10, 11, соединенными с минусом источника постоянного напряжения 14, плюс которого соединен через диод 15 с эмиттерами транзисторов 5, 6.

Регулятор температуры работает следующим образом.

При температуре терморезистора 1, равной заданному значению, транзисторы 3, 4 выходных каскадов преобразователя сигнала находятся в открытом состоянии. При этом напряжение насыи1ения транзисторов меньше напряжения запирания, определяемого падением напряжения на диоде 15, за счет тока, протекающего через резистор 13. Транзисторы 5, б находятся в закрытом состоянии, и ток через термобатарею 12 от источника постоянного напряжения 1.4 не проходит,

В случае превышения температурой датчика заданного значения в зависимости от величины отклонения прикрывается транзистор 3 и приоткрывается транзистор 6, что приводит к увеличению падения напряжения на транзисторе 10, которое через резистор 9 подается на базу транзистора 11, приоткрывает его и закрывает транзистор 10. При этом через термобатарею в прямом направлении проходит ток, величина которого определяется степенью открывания транзистора 6, а следовательно, пропорциональна отклонению температуры от заданного значения.

При температуре датчика ниже заданного значения в зависимости от величины отклонения прикрывается транзистор 4 и приоткрывается транзистор 5, что. приводит к увеличению падения напряжения, на транзисторе 11, которое через резистор 8 подается на базу транзистора 10, -приоткрывает его и закрывает транзистор 11. При этом через термобатарею в обратном направлении проходит ток, величина которого определяется ст-епенью открывания транзистора 5, а следовательно, пропорциональна отклонению температуры от заданного значения.

Таким образом, величина тока через термобатарею определяется отклонением температуры от заданного значения, а направление тока определяется характером отклонения температуры. Вследствие этого точность поддержания заданного температурного режима повышается ,

Так как схема работает- на постоянном -токе с использованием транзисторов, а величина тока через термобатарею и транзисторы меняется плавно, в зависимости от отклонения температуры от заданного значения, устройство практически не создает радиопомех. При этом точность поддержания заданного температурного режима не хуже ± 0,1°С,

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий переключающий элемент, термоэлектрическую батарею, источник 1титания и последовательно соединенные датчик температуры и преобразователь сигнала, отличающийся тем, что, с целью повьш;ения точности регулятора, переключающий элемент выполнен в виде моста, плечя которого образованы комплементарными парс)ми транзисторов, причем к вхгхмн- ;:n:i1-0 ЛЛИ 1Л|Ц|. ). НС.ТОЧНИК ПИТаНИЯ,

базы транзисторов.одного типа каждой комплементарног пары полк;7Ючены к выходам преобразователя, а базы транзисторов другого типа проводимости и термоэлектрическая батарея - к выходной диагонали моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент ФРГ № 1266318, кл. 17 а 20, опублик. 1968.

2.Авторское свидетельство СССР .№ 455330, кл. G 05 D 23/19, 07.09.72

(прототип)„