Термостат Советский патент 1980 года по МПК G05D23/30 

1

Изобретение относится к радиоэлек- тронике и предназначено для термостатирования устройств с высокой чувствительностью к окружающей температуре.

Известны саморегулирующиеся позисторные термостаты, в которых камера термостатирования выполнена из керамического материала (например титаната бария), меняющего свое электричес- О кое сопротивление в зависимости от температуры. Это свойство используется для автбматического регулирования мощности, а следовательно), и температуры камеры термостатирования при 15 изменении температуры окружающей среды ll.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является термостат, содержащий теплоизо- И) ляционный кожух с крышкой, камеру термостатирования, датчики-нагреватели, нагреватели и теплоизоляционные прокладки 2 .

Недостатками известных термостатов25 являются низкая точность регулирования температуры и сложность конструкции. Точность регулирования температуры в камере термостатирования при помощи термодатчиков-нагревателей и 30

нагревателей не превышает ± (1,)°С при колебаниях температуры окружающей среды в пределах от до . Стремление повысить точность регулирования температуры до - (0,5-1)С приводит к увеличению числа ступеней, а следовательно, к усложнению конструкции термостата.

Целью изобретения является повышение точности термостата.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый термостат содержит усилитель, первый вход которого соединен с точкой соединения вторых термодатчика-нагревателя и нагревателя, второй вход - с точкой соединения третьих термодатчика-нагревателя и нагревателя, а выход - с выводом четвертого нагревателя, параллельно четвертому датчику-нагревателю включен первый нагреватель, а первый датчикнагреватель подключен параллельно второму датчику-нагревате.71ю, причем четвертый нагреватель расположен внутри камеры термостатирования, первый датчик-нагреватель с расположенным на нем первым нагревателем и четвертый датчик-нагреватель установлены на камере термостатирования непосредственно, а второй датчик-нагреватель с расположенным на нем третьим нагревателем и третий датчик-нагреватель с расположеннш1 на нем вторым нагревателем через соответствующие теплоизоля;ционные прокладки. На фиг. 1 представлена конструкция термостата; на фиг. 2 - электрическая схема термостата. Термостат содержит теплоизоляционный кожух- 1, теплоизоляционную крышку 2, второй датчик-нагреватель 3 с температурой t, третий датчик-нагреГватель 4 с температурой t, третий нагреватель 5 с тепловым потоком Q, второй нагреватель 6 с тепловым потоком Clj, первый нагреватель 7 с тепловым потоком Q, первый датчик-нагреватель 8 с температурой t, четвертый датчик-нагреватель 9 с температурой t.; четвертый датчик-нагреватель 10 с тепловым потоком Q, каме ру И термостатирования, теплоизоляционную прокладку 12 с коэффициентом теплопроводности A,j, теплоизоляционную прокладку 13 с коэффициентомД, контакты 14, усилитель 15 с первым входом 16, вторым входом 17, выходом 18,. Термостат работает следующим образом. J3 стационарном тепловом реясиме соблюдаются условия: уменьшение вызывает уменьшение сопротивления вто рого датчика-нагревателя 3 (например позистора) и увеличение тока,а следовательно, теплового потока Q.r второго нагревателя б. Увеличение теплового потока Q вто рого нагревателя б приводит к увеличению температуры t 2. и сопротивления третьего датчика-нагревателя, (например позистсра), а следовательно, к уменьшению тока и теплового потока Qg в третьем нагревателе 5. Уменьшение теплового потока Олпри водит к повторному уменьшению темпер туры tj и уменьшению сопротивления второгодатчика-нагревателя 3. Процесс повторяется и принимает л винообразный характер, а это приводи к резкому многократному увеличению разности напряжений между первым вхо дом 16 и вторым входом 17 усилителя 15. Многократное увеличение разности напряжений на входе усилителя 15 пре край1ается при наступлении нового ста ционарного теплового режима. Коэффициент усиления предлагаемог входного устройства, составленного и второго датчика-нагревателЯ 3, второго нагревателя 6,третьего датчиканагревателя 4 и третьего нагревателя 5, значительно больше известных. На выходе усилителя 15 в четвертом нагревателе 10, в четвертом датчике-нагревателе 9, усиленная входны устройством и усилителем 15, электри ческая мощность вызывает нагрев камеры 11 термостатирования,компенсируя тем самым уменьшение температуры камеры 11 терморегулирования за счет понижения . Первый нагреватель 1, первый датчик-нагреватель 8 - это элементы отрицательной обратной теплоэлектрической связи, которая ограничивает избызаэчное повышение температуры камеры 11 термостатирования. Повышение точности регулирования температуры предлагаемого изобретения происходит за счет увеличения коэффициента усиления всего тракта терморегулирования и за счет жесткой обратной отрицательной теплоэлектрической связи. При об7с.еме камеры 11 термостатирования 100 смЗ, . толщине теплоизоляции 15 IVIM и изменении в пределах от -10 С до +50°С точность регулирования температуры составляет + (0,05°С -4- 0,08)С. Формула изобретения Термостат, содержащий теплоизоляционный кожух с крышкой, камеру термостатирования , теплоизоляционные прокладки, первые датчик- н агреватель и нагреватель и попарно соединенные вторые,третьи и четвертые датчики-нагреватели и соответственно вторые,третьи и четвертые нагреватели,о т л ичающийся тем,что,с целью повышения точности термостата,он содержит усилитель,первый вход которого соединен с точкой соединения вторых датчика-нагревателя и нагревателя, второй вход с точкой ссединения третьих датчика-нагревателя и нагревателя, а выход - с выводом четвертого нагревателя, параллельно четвертому датчику-нагревателю включен первый нагреватель, а первый датчик-нагреватель подключен параллельно второму датчику-нагревателю, причем четвертый нагреватель расположен внутри камеры термостатирования, первый датчик-нагреватель с расположенным на нем первым нагревателем и четвертый датчик-нагреватель установлены на камере термостатирования непосредственно, а второй датчикнагреватель с расположенньи л на нем третьим нагревателем и третий датчик-нагреватель с расположенным на нем вторым нагревателем - через соответствующие теплоизоляционные прокладки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3878357, кл. Н 05 В 1/00, от 15.04.75. 2.Авторское свидетельство СССР № 591842, кл. G 05 D 23/30. от 28.06.76 (прототип).

Шгр-й