Терморегулятор с форсирующим нагревом Советский патент 1981 года по МПК G05D23/19 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для применения, например, в термостатах с быстрым йагревом.

Известны устройства быстрого нагрева термостатов, в которых для форсированного нагрева применены тиристор, управляемый системой регулирования температуры, и реле. В таких устройствах форсирующий нагреватель подключается к источнику питания через нормально замкнутый контакт реле, так как в момент разогрева тиристор закрыт и обмотка реле обесточена Т1,

В стационарном режиме, когда нет необходимости в форсирующем нагреве, тиристор открыт, через реле протекает максимальный ток, и предотвращение подключения форсирующего нагревателя к источнику питания осуществляется удержанием якоря реле в положении, замыкающем перекидной и

нормально разомкнутый контакты. Это резко снижает надежность и КПД ап-паратуры.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для регулирования температуры содержащее датчик и задатчик температурь, соединенные с блоком управления, к выходу которого подключен основной нагреватель и один конец обмотки реле. Второй конец реле соединен с анодом тиристора и одним из входов термозависимого потенциометра, второй вход которого соединен с катодом тиристора и источником питания. Управляющий электрод тиристора соединен с выходом термозависимого потенциометра. Форсирующий нагреватель подключен через контакт реле 21

Недостатком этого устройства являет ся то что тиристоры отличаются весьма невысокой радиационной стойкостью, что приводит к снижению надежности.

3

Кроме того., тиристоры отличаются плохой защищенностью от внешних электромагнитных полей, а также применение позисторов накладывает существенное ограничение по температуре максимального температурного коэффициента сопротивления (.ТКС).

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем что терморегулятор с форсирующим нагревом, содержащий датчик и задатчик температуры, соединенные с входами блока управления, к выходу которого подключен основной нагреватель, а также включенные параллельно и подключенные к источнику питания термочувствительный потенциометр и соединенные последовательно форсирующий нагреватель и ключ содержит сумматор, элемент И, а также связанные первыми входами с задатчиком опорног напряжения, а выходами - со входами элемента И первый и второй компараторы ,причем второй вход первого компаратора соединен с выходом блока управления, а подвижный контакт термочувствительного потенциометра соединен со вторым входом второго компаратора через сумматор, другой вход которого подключен к выходу элемента И и ко входу ключа.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит датчик температуры 1, задатчик температуры 2, блок управления 3, основной нагрева тель 4, термочувствительный потенциометр 5,форсирующий-нагреватель 6, ключ 7, сумматор 8, второй компаратор 9, первый компаратор ТО, элемент И 11, задатчик опорного напряжения 12, источник питания.

Датчик и задатчик температуры соединены с блоком управления 3, к выходу которого подключен основной нагреватель . Выход термочувствителного потенциометра 5 соединен с первым входом сумматора 8, второй вход которого соединен с выходом элемен та И 11 и входом ключа 7. Выход сумматора 8 соединен с первым входом второго компаратора 9, выход которого соединен с одним из входов элемента И 11. Второй вход элемента И 11 соединен с выходом первого компаратора 10, один из входов которого соединен С блоком управления 35 -4

Вторые входы компараторов подключены к задатчику опорного напряжения 12.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения термостата на выходе блока управления 3 (на нагревателе 4} выделяется максимальное напряжение. В результате на- второй вход элемента И 11 с выхода первого

компаратора 10 поступает сигнал, соответствующий логической 1. В это время с выхода термочувствительного потенциометра 5 через сумматор 8 поступает на вход второго компаратора

9 такой сигнал, что с его выхода передается сигнал, соответствующий

на первый вход элелогической

мента И 11. Произведение двух единиц дает на выходе элемента И также сигнал логической 1, и через ключ 7 подключается к источнику питания 13 форсирующий нагреватель 6. Происходит мощный нагрев.

По достижении некоторой температуры Т IJj, где TO - заданная температура термостатирования или заданная температура перерегулирования, состояние термочувствительного потенциометра таково, что с его выхода снимается сигнал меньше необхо- димого для поддержания форсирующего нагрева, т.е. в этом случае с выхода второго компаратора 9 на вход элемента И 11 поступил бы логический О как и на его выходе, что привело

бы к закрытию ключа 7 и преждевременному отключению форсирующего нагрева. Утого не происходит благодаря введению обратной связи с выхода элемента И на второй вход сумматора 8. В результате с выхода сумматора

8на вход второго компаратора

9поступает сигнал, приводящий к сохранению логической 1 на его выходе, а, следовательно, на первом

входе элемента И 11 .и на его выходе. По достижении заданной температуры TQ термостатирования или перерегулирования на выходе блока управления 3 напряжение становится равным

0 О. В результате второго компаратора 9 на вход элемента И 11 поступает сигнал логического О, что влечет otключение форсирующего нагрева.

В дальнейшем, в стационарном режиме на выходе блока управления 3 в зависимости от рода работы может быть сигнал любой величины, что приводит к чередованию на выходе компаратора 10 и входе элемента И 11 сигналов, соответствующих логическим 1 и О Но в момент первого отключения блока управления 3 на выходе элемента И 11 логический О, что приводит к появлению ма входе второго компаратора, вызывающего появлению логического О на его выходе, так как в это вре мя сумма сигналов с термочувствитель ного потенциометра 7 и выхода с элемента И 11, поступающая через сумматор 8, меньше опорного напряжения с задатчика 12, В результате на первом входе элемента И 11 все последую щее время логический О и независимо от сигнала на его втором входе, на выходе также О, что не допускае повторных и случайных срабатываний форсирующего нагрева. Формула изобретения Терморегулятор с форсирующим нагревом, содержащий датчик и задатчик температуры, соединенные с входами блока управления, к выходу которого подключен основной нагреватель, а 56 также включенные (Параллельно и подключенные к источнику питания термочуствительный потенциометр и соединенные последовательно форсирующий нагреватель и ключ отличающийся тем, что, с целью повышения надежности терморегулятора, он содержит сумматор, элемент И, а также первыми входами с задатчиком опорного напряжения, а выходами - со входами элемента И первый и второй компараторы, причем второй вход первого компаратора соединен с выходом блока управления, а подвижный контакт термочувствительного потенциометра соединен со вторым входом компаратора через сумматор, другой вход которого подключен к выходу элемента И и ко входу ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.ОСТ i ГО 299000, ред 1 - 70. Термостаты нагревные для кварцевых резонаторов, 197, c.lf, черт. 1, 2.Авторское свидетельство СССР № 564626, кл. G 05 D 23/19, 1978 {прототип).

1Г