Устройство для регулирования температуры Советский патент 1980 года по МПК G05D23/00 

1

Изобретение относится к области регулирования температуры и может быть использовано для управления термостатами, холодильниками, кондиционерами и другими устройствами в науке, физике и технике.

Известны терморегуляторы, в основу которых положено скачкообразное изменение сопротивления термочувствительного элемента при охлаждении его ниже критической температуры, содержащие нагреватель - нагрузку, тиристор, три диода, резистор управления тиристором, термочувствительный элемент из двуокиси ванадия, резистор регулировки тока нагрева элемен J Недостатком такого устройства является

низкая точность поддерживания температуры, а минимальная температура ограничивается 35°С из-за нелинейности характеристики.

Из известных терморегуляторов наиболее близким по технической сущности является устройство для регулирования температуры, содержащее задатчик температуры, релейный термочувствительный элемент и исполнительный блок 2.

Известное устройство обладает низкой точностью.

В основу известного устройства положен принцип перегрева релейного термочувствительного элемента относительно температ}ры окружающей среды до критической температуры. Чем больще разница между термостатированной температурой и критической, тем больще требуется мощность подогрева, причем подводимая мощность нелинейно увеличивается с увеличением разности температур и поэтому снижается стабильность работы устройства. Минималь10 пая регулируемая температура ограничивается 35°С из-за нелинейности зависимости термостатированной температуры от тока подогрева. Целью изобретения является повыщение

15 точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в него введены генераторы тока, генератор пилообразного напряжения и логический блок, причем выход генератора пилообразного напряжения соединен с входами генераторов тока п первым входом логического блока, выход первого генератора тока соединен с релейным термочувствительным элементом и вторым входом логического

25 блока, выход второго генератора тока соединен с задатчиком температуры и третьим входом логического блока, первый выход которого подключен к вход} генератора пилообразного напряжения, а другие выхо30 ды - к входу исполнительного блока.

На чертеже показана блочная схема устройства.

Устройство содержит релейный термочувствительный элемент 1, задатчнк температуры 2, исполнительный блок 3, генератор пилообразного напряжения 4, генераторы тока 5 и 6, логический блок 7, причем выход генератора пилообразного напряжения 4 соединен с входами генераторов тока 5 и 6 и первым входом логического блока 7, выход первого генератора тока 5 соединен с релейным термочувствительным элементом и вторым входом логического блока 7, выход второго генератора тока б соединен с задатчиком температуры 2 и третьим входом логического блока 7, первый выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения 4, а другие выходы - к входу исполнительного блока 3.

Устройство работает следующим образом.

Генератор пилообразного напряжения 4 периодически подает лииейно нарастающее напряжение на входы генераторов тока 5, 6 и на первый вход логического блока 7. Это напряжение повторяется на выходах генераторов тока 5 и 6 и тем самым подается на релейный термочувствительный элемент 1 и на задатчик температуры 2. Первый генератор тока 5 установлен на ток, превышающий ток переключения релейного термочувствительного элемента 1. В случае появления разности напряжения между выходом генератора пилообразного напряжения 4 и релейным термочувствительным элементом 1 или задатчиком темнературы 2 логический блок 7 выдает сигналы прекращения генерирования на генератор пилообразного напряжения 4 и иа вход иснолннтельного блока 3. При окончании каждого цикла нарастаиия напряжения (измерения температуры) могут быть два случая:

1.При температуре, ниже установлеиной задатчнком температуры 2, появляется разница напряжения, на которое реагирует логический блок 7 и выдает команду окончания нарастания пилы в генератор нилообразиого наиряжеиия 4, который снимает со своего выхода напряжение. Логический блок 7 также выдает команду на вход исполнительного блока 3:

а)выключает охлаждение (если было включено);

б)включает нагрев;

в)поддерживает нагрев (если был включен).

2.При температуре, выше установленной задатчнком 2, релейный термочувствительный элемент 1 переключается и на нем резко понижается напряжение, в результате срабатывает логический блок 7, который выдает на генератор пилообразного напряжения 4 команду выключения нарастания

напряжения, снимающую напряжение с выхода, и вторую команду на исполнительный блок 3:

а)выключает нагрев (если он был вклю5 чен);

б)включает охлаждение;

в)поддерживает охлаждение (если оно было включено).

Таким образом, благодаря использованию

0 пернодической проверки иапряжения переключения релейного термочувствительного элемента, находящегося при температуре окружающей среды, напряжение нереключеиия мало зависит от протекающего через

5 него тока. Характеристика устройства мало зависит от условий окружающей среды, напряжения питания и не обладает гистерезисом. При температуре окружающей среды, равной температуре релейного термочувствительного элемента, устройство обладает повышенной точностью но сравнению с прототипом и расширяется диаиазон рабочих температур. Минимальная рабочая температура ограничивается рабочим напряжением выбранных элементов питания и управления терморезистором и может достигать минус 30°С и менее. Максимальная рабочая температура ограничивается критической температурой релейного термочувствительного элемента (68°С дл VO2). При использовании других материалов, например VsOs, Т12Оз и др., максимальиая рабочая температура может достигать +150°С, + 277°С.

Формула изобретения

Устройство лля регулирования те тсратуры, содержащее задатчик температуры, релейный термочувствительный элемент, нс0 нолнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повыщения точиости устройства, в него введены генераторы тока, нилообразного напряжения и логический блок, причем выход генератора пилообразного напряжения соединен с входами генераторов тока и первым входом логического блока, выход нервого генератора тока соединен с релейным термочувствительным элементом и вторым входом логического

0 блока, выход второго генератора тока соединен с задатчиком температуры и третьим входом логического блока, первый выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения, а другие выхо5 ды - к входам исполнительного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Андреев В. Н. и др. Регулируемый термостат для температур от 35 до 70°С на

основе двуокиси ванадия. - «ПТЭ, № 6, 1975, с. 252.

2.Авторское свидетельство СССР № 537331, кл. G 05D 23/00, 1976 (прототип).