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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к системам регулирования температуры электричеСч ких нагревателей с термозависимым сопротивлением и может быть испс льзовано в приборах различного назначения где необходимо поддерживать постоянную температуру, в частности, в технике измерения физических величин.

По основному авт. св. № 613305 известно устройство, содержащее последовательно соединенные источник питания, ключевой элемент, термочувствительный мост, в котором датчик температуры одновременно является нагревателем, усилитель и широтноимпульсный модулятор, выход которого связан со входом ключевого элемента 11 .

Недостатком этого устройства является его сложность, вызванная использованием для формирования импульса напряжения длительностью Т самостоятельного узла, а именно широтноимпульсного модулятора.

Цель изобретения - упрощение устройства для регулирования температуры при сохранении его повышенной точности и экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит времязадающий конденсатор, а широтно-импульсный модулятор выполнен на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с выходом усилителя, через времязадающий конденсатор с выходом ключевого элемента и через резистор смещения - с блоком питания, а коллектор - через ограничительный резистор со входом ключевого элемента.

Таким образом, в предлагаемом устройстве широтно-импульсный модулятор, возложив часть своих функций на времязадающий конденсатор и ключевой элемент, выполнен функционально и конструктивно более простым. Фондирование импульса длительностью t, которое в известнсяш устройстве осуществляется широтно-импульсным модулятором, в предлагаемом производится схемой, состоящей из транзистора, включенного по схеме с овnyiM эмиттером ключевого элемента, термочувствительного моста и времязадающего конденсатора. В этой схеме соединенные последовательно ключевой элемент и термочувствительный лост составляют второй ключевой усиутктельный каскад, а через времязадагсцую емкость оба ключевых каскада оказываются охваченнылвд положительной обратной связью и образуют схему ждущего мультивибратора, npi этом термочувствительный мост и ключевой элемент выполняют и свои прежние функции как в известном устройстве, такое совмещение выполняемых тер-, мочувствительным мостом и ключевьом элементом функций позволяет упростить устройство в целом при сохранении его повьапенной точности и экономичности .

На чертеже приведена функциональная схема одного из примеров конкретного выполнения устройства.

Устройство для регулирования температуры содержит последовательно соединенные источник 1 (блок) питания, ключевой элемент 2, термочувствительный мост 3, усилитель 4, диод 5, широтно-импульсный модулятор 6, состоящий из транзистора 1, резистора 8 смещения и ограничительного резистора9, а также времязадающий конденсатор 10, включенный между выходом ключевого элемента 2 и входом широтно-импульсного модулятора б.

При достижении нагревателем, входящим в термочувствительный мост 3, заданной температуры напряжение разбаланса с выхода усилителя 4 через циод 5 поступает на базу транзистора 7 и закрывает его. Транзистор 7 через ограничительный резистор 9 закрывает ключевой элемент 2. Отрицательный перепад напряжения с выхода ключевого элемента 2 через времязацающий конденсатор 10 передается на базу транзистора 7, поддерживая закрытое состояние последнего. Начинается процесс разряда времязадаючего конденсатора 10 через резистор 8 смещения и элементы термочувствительного моста 3. При этом температура нагревателя, входящего в термочувствительный мост 3, несколько уменьшается. Время, в течение которого нагреватель остывает, является фиксированным и определяется временем разряда времязадающего конденсатора 1C через резистор 8 смещения и элементы термочувствительного моста 3. Как только времязадающий конденсатор 10 разрядится, транзистор эткрывается .и отпирает ключевой элемент-2, При этом происходит заряд

времязадающего конденсатора 10 от источника 1 питания через ключевой элемент 2 и вход широтно-импульсного модулятора 6. Открытое состояние транзистора 7 поддерживается током от источника 1 питания через резистор 8 смещения. Одновременно через ключевой элемент 2 подается питание на термочувствительный мост 3 и начинается разогрев нагревателя, входящего в него. При достижении нагревателем температуры заданной величины транзистор 7 закрывается и далее цикл повторяется. Время, в течение которого нагреватель разогревается, определяется отклонением температу5 ,ры нагревателя от заданной.

Данное устройство для регулирования температуры обладает положительными свойствами как устройства с релейным регулированием, так и устройства с непрерывным регулированием. Совмещение датчика температуры и нагревательного элемента обеспечивает возможность установки малого периода работы устройства, что позволяет исключить большие колебания температуры нагревательного элемента. Устройство обладает высоким КПД (не менее 90%) , а применение в нем ключевого каскада вместо широтно-импульсного модулятора позволяет вместе с упрощением повысить его надежность и уменьшить габариты за счет сокращения количества элементов.

.Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры по авт. св. № 613305, о тличающеес я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит времязадающий конденсатор, а широтно-импульсньлй модулятор выполнен на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, база которого динена с выходом усилителя, через времязадающий конденсатор с выходом ключевого элемента и через резистор смещения - с блоком питания, а коллектор - через ограничительный резистор со входом ключевого элемента.

50

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 613305, кл. G 05 D 23/19, 197 55 (прототип).