Устройство для регулирования темпера-ТуРы Советский патент 1981 года по МПК G05D23/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области регулирования текшературы с помощью электрических средств, содержащих термисторы, и может быть использовано для регулирования температуры в нагревательных устройствах. Известны регуляторы температуры, содержащие потёнциометрический мост в плечо которого включен терморезистор в качестве датчика, задатчик температуры и усилитель, подключенный выходом к поляризованному реле или через триггер к реле Г i 2 Однако значительный разброс величин температуры, при которых срабатывает регулятор, ввиду температу ной нестабильности и соответственно дрейфа сопротивлений моста, вызывае повторение ошибки на выходе усилителя. Наиболее близкое к изобретению п технической сущности является устройство для регулирования с датчико в виде термосопротивления, выходным устройством в виде низкочастотного генератора с усилителем, подключенным выходом к поляризованному реле и управляющим срывом генерации эадатчиком температуры, включеннь в цепь связи генератора з1. Недостатком его является наличие потенциометрического моста, температурная нестабильность элементов которого вызмвает разброс величин температур, при которых (верхняя и нижняя граница) срабатывает регулятор . Целью изобретения является повышение точности устройства. Достигается это тем, что в устройстве для регулирования температуры, содержащем датчик и эадатчик температуры, источник питания, выполненный на транзисторе, индуктивный генератор, выходная обмотка которого через усилитель постоянного тока связана с исполнительньм органе, обмотка обратной связи индуктивного генератора выполнена со средне точкой, причем крайние выводы обМотки через задатчик и датчик температуры подключены к одному полюсу источника питания, а средний вывод через конденсатор соединен с базой транзистора индуктивного генератора. Два падения напряжения в плечах обмотки трансформатора в цепи обратной связи, вычитаясь, дают на средней точке обмотки еигнал обратной связи в виде потенциала ее относительно плюса общего источника питани который для генератора, в зависимости от соотношений величин сопротивлений термосопротивления и эадатчика будет играть роль или положительной или отрицательной обратной связи, в последнем случае обеспечивается срыв генерации, при том исключен температурный дрейф, поскольку при равенстве индуцируемых в этих плечах ЭДС (за счет намотки обмотки обратной связи на одим сердечник в два провода - последнее технологически обеспечивает равенство количества витков) не может появиться разницы индуктивных сопротивлений плеч, значение которых 2,5 ком, так как они намотаны на один сердечник в два провода, а а1 тивные сопротивления, которые имеют значения 0,01 ом т.е. составляют 0,0004% от полного сопротивления не могут звлиять, ввиду чрезвычайной относительной малости, к тому же, поскольку плечи намотаны на один сердечник в два провода, они не могут иметь разную температуру.

Как следствие из вышеизложенного разброс величин температуры срабатывание и возврата определяется исключительно задатчиком, а он может быть выполнен прецезионным.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для регулирования температуры содержит датчик температуры 1, задатчик температуры 2, выполненный на транзисторе 3 индуктивный генератор 4, усилитель постоянного тока, 5, подключенный выходом к исполнительному органу 6, а также источник питания 7..

Цепь обратной связи индуктивного генератора 4 содержит обмотку обратной связи 8, которая выполнена со средней точкой. К одному плечу обмотки подключен задатчик температуры 2. К другому плечу обмотки подключен датчик температуры, а средняя точка соединена с базой транзистора 3 через конденсатор 9,

Плечи обмотки обратной связи 8 образованы намоткой в два провода, чем обеспечивается абсолютное равенстйо количества витков, а поскольку оба плеча находятся на одном сердечнике, гарантируется абсолютное равенство индуцируемых в плечах обмотки обратной связи 8 ЭДС.

Устройство функционирует следующим образом.

Индуктивный генератор 4 генерирует напряжение с частотой, определяемой парал етрами колебательного контура, с выходной обмотки 10 индуктивного генератора 4 сигнал поступает на усилитель постоянного тока 5 а с его выхода на исполнительный орган 6, который при срабатывании

включает, а при возврате отключает нагревательный элемент (не показан).

В обмотке обратной связи 8 индуцируются ЭДС, испольг уемые в контуре состоящем из собственно обмотки обратной связи 8, датчика температуры 1 и зацатчика температуры 2, так чт мгновенное значение токав зтом контуре везде одинаково, следовательно, падения напряжения на датчике температуры 1 и на задатчике температуры 2 будут прямо пропорциональны величинам их сопротивлений.

Алгебраическая сумма напряжений повторяется в средней точке обмотки обратной связи Вив виде потенциала средней точки относительно плюса общего источника питания 7 через конденсатор 9 поступает на базу транзистора 3.

Таким образом действует обратная связь.

При равенстве величин сопротивлений датчика температуры 1 и задатчика температуры 2 на средней точке обмотки обратной связи 8 сигнал отсутствует.

В случае, когда температура в объекте становится меньше заданной, сигнал обратной связи поступает на вход индуктивного генератора 4 по фазе, совпадая с его собственными колебаниями, т.е. обеспечивается положительная обратная связи, и с выходной обмотки 10 сигнал поступает на усилитель постоянного тока 5, .срабатывает исполнительный орган 6 и включает в объекте нагревательный элемент (не показан) .

В случае, когда в объекте температура становится больше заданной, сигнал обратной связи поступает на вход индуктивного генератора 4 по фазе противоположной его собственным колебаниями, т.е. обеспечивается отрицательная обратная связь и происходит срыв генерации. На выходной обмотке 10 напряжение исчезает и исполнительный орган б возвращается в исходное положение, тем самым отключая в объекте нагревательный элемент.

Устройство для регулирования температуры позволяет за счет отстутствия потенциометрического моста уменьшить не менее, чем на порядок разбро температур срабатывания и возврата, поскольку разброс определяется исключительно данными задатчика, а последний может быть выполнен прецезионным и соответственно разброс может быть сведен практически к О, т.е. дрейф температур срабатывания при заданной уставке температуры не буде превышать i 0,05°С.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и эадатчик температуры, источник питания, выполненный на транзисторе индуктивный генератор, выходная обмотка которого через усилитель постоянного тока связана с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем обмотка обратной связи индуктивного генератора выполнена со средней точкой, причем крайние выводы обмотки через датчик и задатчик температуры подключены к одному полюсу источника питания, а

7JZ(

средний вывод через -конденсатор соединен с базой транзистора индуктив-. ного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

210712, кл. G 05 D 23/24, 1971 (прототип) .