Устройство для регулирования температуры Советский патент 1981 года по МПК G05D23/19 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЬ точник переменного напряжения (на чертеже не показан). Регулятор работает следующим образом. Прямоугольные импульсы частотой fg 50 Гц с выхода формирователя 2 импульсов поступают на вход 4 - раз рядного счетчика 5 импульсов, в результате чего входная частота делит ся на 16, т.е. на выходе счетчика формируются временные такты длитель ностью Т 16 -г 320 мс. Выходы разрядов счетчика 5 импульсов соеди ны со входами блока 4 сравнения, на другие входы которого подаются сигн лы кода, сформированные задатчиком На выходе блока 4 сравнения формируются прямоугольные импульсы, сле , fe дующие с частотой - т 16 уровень которых соответствует логической 1 а длительность определяется кодом на выходе задатчика и может изменят ся дискретно в соответствии с форму лой - длительность импульс на выходе блока 4 сравнения; п -- 0-15 - Число, двоичный код которого сформирован задатчиком 1; f 50 Гц- частота источника пе ременного напряжения Сигнал логической 1 на выходе блока 4 сравнения является сигналом управления по возмущению, так как не зависит от значения измеренной температуры, а определяется только задатчиком 1. Выходы 3-го и 4-го рязрядов счет чика 5 импульсов соединены с вторым и третьим входом триггера 6, к первому входу которого подсоединен пер вый датчик 3. При разомкнутом перво 3 (измеренная температура ниже заданной) на выходе триггера 6 формируются прямоугольные импульсы, уровень которых соответствует логической 1, а длительность постоянна и определяется формулой % -т; где С, длительность импульса на выходе триггера 6. Сигнал логической 1 на выходе триггера 6 является сигналом управления по отклонению, так как он зависит от значения температуры, изме ряемой первым датчиком 3. Сигналы управления по возмущению и отклонению подаются на второй и третий входы элемента ИЛИ 7, в ром происходит их логическое суммирование. К первому входу элемента ИЛИ 7 подсоединен второй датчик 8, который настроен на предельное нижнее значение регулируемой температуры. При нормальном режиме регулирования второй датчик 8 замкнут, и на первый вход элемента ИЛИ 7 подается постоянный сигнал, уровень которого соответствует О, т.е. сигнал управления отсутствует/ Если по :саким- ,. либо причинам температура объекта 13 регулирования снизилась до предельного нижнего значения, контакты датчика 8 размыкаются, и на первый вход элемента ИЛИ 7 подается постоянный сигнал, соответствующий логической 1, т.е. сигнал управления присутствует независимо от состояния каналов управления по отклонению и возмущениш) при этом в объект регулирования подается максимально возможный приток энергии. Таким образом, второй датчик 8 осуществляет управление по сигналу предельное снижение температуры . Аналогичным образом осуществляется режим форсированный нагрев, если начальная температура объекта регулирования меньше значения, на которое надстроен датчик 8. Просуммированные сигналы управления с выхода элемента ИЛИ 7 поступают на первый вход генератора 9, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы, длительность которых определяется длительностью сигналов управления. Эти импульсы усиливаются усилителем 11 мощности и затем подаются на исполнительный блок 12. Исполнительный блок 12 может быть выполнен на симисторе. Таким образом, длительность сигналов управления определяет время открытого состояния исполнительного блока 12; тем самым регулируется приток энергии в объект регулирования. Ко второму входу генератора 9 подсоединен также третий датчик 10, который настроен на предельное верхнее значение регулируемой температуры. При нормальном режиме регулирования контакты третьего датчика 10 разомк-. нуты, и на второй вход генератора 9 выдается постоянный сигнал, соответствующий логической 1, чем обеспечивается условие формирования выходного импульса. Если по какой-либо причине температура объекта регулирования .возрастает до предельного верхнего значения, контакты датчика 1€ замыкаются и на второй вход генератора 9 поступает сигнал, соответствующий логическому О, что прив дит к срыву формирования выходных импульсов независимо от присутствия сигналов управления на первом входе генератора 9,. и прекращается приток энергии в объект регулирования. Таким образом, третий датчик 10 осуществляет управление по сигналу предельное повышение температуры. Предлагае.мое устройство для регуирования температуры позволяет повысить точность двухпозиционного регулирования путем использования комбинированного управления, обеспечивает дискретно-ступенчатую аппроксимацию линейной зависимости между мощностью на вькоде регулятора и величиной сиг нала, по возмущению. Функциональные возможности предлс1гаемого регулятора расширены: имеется возможность yrfравления jio сигналам форсированный нагрев, предельное снижение температуры , предельное повышение температуры , тем самым повышается качест во и надежность ведения технологичес кого процесса выращивания монокристаллов. Применение дискретйо-импульс ного регулирования позволяет реализо вать регулятор на цифровых интегральных микросхемах, TITO существенно повышает надежность устройства. Управление симистрром исполнительного блока в предлагаемом регуляторе производится не фазовым способом, а путем деления частоты промышленной сети переменного тока на величины, кратные полному.периоду колебаний; тем самым существенно снижается уровень помех, создаваемых при работе устройства, что особенно важно в УСЛОВИЯХ промышленного применения. Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик, послеД(2рательно соединенные задатчик и блок сравнения, последовательно соединенные генератор, усилитель мощности и исполнительный блок, подключенный к источнику переменного напряже|ния, отличаю с я тем, что, с целью йовышения точности устройства, в него введены второй и третий датчики, последовательно соединенные формирователь импульсов и счетчик импульсов, триггер и элемент ИЛИ, причем выход первого датчика подключен к первому входу триггера, выход второго датчика подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом триггера, .третий вход - с выходом блока сравнения, а выход элемента ИЛИ подключен к первому входу .генератора, второй вход которо.го подключен к выходу третьего датчика, формирователь импульсов подключен к источнику переменного нап ряжения, все разряды счетчика импульеехв подключены к блоку сравнения, а старшие разряды - к блоку сравнения и ко входам триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Приборы и техника эксперимента, 1975, № 4, с. 223. 2.Авторское свидетельство СССР № 394763, кл. G 05 D 23/19, 1973 (прототип).