Устройство для регулирования температуры Советский патент 1981 года по МПК G05D23/24 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для регулирования температуры в зоне охлаждения микрокриогенных систем. Известноустройство для регулирования температуры, содержащее измерительную систему в виде рез-истивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, охваченный обратной связью, и нагрузку DlНедостатком этого устройства является низкая точность регулирования ввиду усиления операционным усилителем сигнала постоянного тока и отсутствие согласования измерительной схемы с входом операционного усилителя. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст ройство для измерения температуры, содержащее измерительную схему в виде резистивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, охва ченный отрицательной и положительной обратной связью, осуществляемой переменным резистором, соединенным с выходом резистивного моста. Выход операционного усилителя подключен к нагрузочному элементу и к подвижному контакту регулировочного элемента Г2. Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования, особенно при изменении температуры окружающей среды. Причиной точности регулирования является усиление бперационным усилителем сигнала постоянного тока, поступающего с резистивиого моста, отсутствие измерительной схемы с входом операционного усилителя, а также включение в качестве отрицательной и положительной обратной срязи переменного резистора. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее источник питания, датчик и задатчик температуры 38 и последовательно соединенные операционный усилитель с отрицательной обратной связью, многокаскадный усили тель мощности на транзисторах и нагре ватель, оно содержит выпрямитель и трансформатор с двумя встречно включенными вторичными обмотками, выходы которых через выпрямитель связаны со входами операционного усилителя и пер выми выводами датчика и задатчика, вторые выводы которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и с соответствующим выводом источника питания, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с эмиттером транзистора первого каскада усилителя мощности. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования температуры. Трансформатор 1 содержит вторичные обмотки 2 и 3, включенные встречн в точке 4, которая связана с точкой 5 соединения датчика 6 и задатчика 7 и общим выводом 8 операционного усили теля 9. Операционный усилитель 9 дифференциальными входами 10 и П подключен к датчику 6 и задатчику 7, а также к эмиттерам транзисторов выпрямителя 12 базы которых соединены со вторичными обмотками трансформатора 1. Эмиттер транзистора 13 первого каскада усилителя 14 мощности соединен с неинверти рутощим входом 10 операционного усилителя 9, а база через резистор 15 подключена к выходу операционного уси-е лителя 9, образуя этим положительную обратную связь.. Транзистор 16 является выходным каскадом усил1стеля мощности, в коллектор которого включен нагреватель 1 Резисторы 18 и 19 являются режимными для транзистора 13, а резистор 20 обеспечивает отрицательную связь oneрационного усилителя 9. На датчике 6 и задатчике 7 относи тельно точки 5 имеются положительные полуволны однополупериода выпрямления, осуществленного базо-эмиттерным .переходами выпрямителя 12. Эти полуволны находятся в противофазе, т.к. обмотки 2 и 3 трансформатора 1 включены встречно. При условии равенст, ва их по амплитуде, что обуславливается регулировкой задатчика 7, напря жение дифференциальными входами 10 и 11 операционного усилителя 9 будет 4 равно нулю, т.е. измерительная схема. сбалансирована. При изменении сопротивления термочувствительного элемента, например уменьшении, нарушается баланс измерительной схемы. Ток разбаланса, усиленный операционным усилителем 9,.открывает транзисторы 13 и 16, обеспечивая протыкание тока через нагреватель 17. Этот процесс происходит скачкообразно в виду наличия положительной обратной связи, с выхода 15 операционного усилителя 9 через резистор Г4, база-змиттерный переход транзистора 13 на неинвертирующий вход 10, операционного усилителя 9. Протекание тока через нагреватель I7 приводит к подогреву зоны охлаждения, что увеличивает сопротивление термочувствительного элемента 6 и обеспечивает измерительной схе- . ме состояние баланса. Такое состояние измерительной схемы приводит к скачкообразному закрытию транзисторов 13, 16 и прекращению протекания тока через нагреватель 17. Включение в предлагемое устройство измерительной схемы с дифференциальным выходом позволяет согласовывать ее с дифференциальным входом операционного усилителя , использование входного сигнала, пульсирующим и обеспечение положительной обратной связи с эмиттера первого каскада усилителя мощности повышает температурную стабильность выходного сигнала и, следовательно, точность регулирования температуры. Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее источник питания, датчик и задатчик температуры и последовательно соединенные операционный усилитель с отрггцательной обратной связью, многокаскадный усилитель мощности на транзисторах и на греватель, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности устройства, оно содержит выпрямитель и трансформатор с двумя встречно включенньми вторичными обмотками, выводы которых через выпрямитель связаны со входами операционного усилителя и первыми выводами датчика и задатчика, вторые выводы которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и с соответствующим выводом . источника питания, неинвертирующий 584084 вход операционного усилителя соединен с эммитером транзистора первого каскада усилителя мощности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе J 1 1.Авторское свидетельство СССР № 430061, кл. G 05 О 23/24, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 525065, кл. G 05 D 23/24, J975 (прототип),

fW