Устройство для термостатирования Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 G05B23/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ

. Изобретение относите к автоматическому регулированию иможет быть использовано в нагревных термостатах где требуется высокая надежность уст ройства. Известно устройство для термостатирования, содержащее датчики, усили тели, оконечные транзисторные устрой ства, нагрузкой которого являются нагреватели til . в устройстве такого типа отказ происходит при отказе любого из элементов схемы. Наиболее близким техническим решением является устройство для термо статироаания, содержащее последовательно соединенные датчик температуры, усилитель и выходной транзисторный элемент, в коллекторную цепь которого вкхточен нагреватель. Для повы шения надежности устройства в него .введены два инвертора, схема cdвпaдe ний и ключ Г21. Недостатком этого устройства является то, что оно защищает регулятор только в случае короткого замыкания выходного транзистора. При неисправности датчика или усилителя возможен перегрев устройства, а схема контроля не выдаст сигнал на размыкание ключа. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цели достигается тем, что устройство для термостатирований, содержащее последовательно соединенные измерительный мост, усилитель и выходной транзисторный элемент, в коллекторную цепь которого включен нагреватель, содержит последовательно соединенные блок сброса интегратора, интегратор и исполнительный орган, а также конденсаторы и генератор импульсов, вход блока сброса интегратора через первый конденсатор соединен с коллектором выходного транзисторного элемента, а выход ге39нерэтора импульсов - с одной вершиной измерительного моста через втор конденсатор. На чертеже приведена схема устро ства. Устройство содержит генератор им пульсов I, второй конденсатор 2, ре зистор 3f измерительный мост Ц, уси литель 5, выходной транзисторный эл мент 6, нагреватель 7 резистор 8, интегратор 9 исполнительный орган 1 блок сброса интегратора П, первый конденсатор 12 и резисторы 13 и14. Устройство работает следующим об разом. При отсутствии неисправности в системе двухпозиционного регулирования элемент 6 периодически откры-вается и закрывается в зависимости от температуры окружающей среды. Так как на вход усилителя 5 подаются дифференцированные импульсы генератора 1, то выходной элемент при нудительно включается и отключается с частотой генератора. Поскольку длительность импульсов мала, то такие переключения существенно не влияют на точность тёрмост тирования. При включении элемента 6 положительный скачок наг ряжения через конденсатор f2 подается на вход блока 11, который устанавливает напряжение на выходе интегратора 9 близким к О. Постоянная времени интегратора 3t которая определяется резистором 8 и зарядным конденсатором интегратора 9 выбирается такой чтобы за время между импульсами,нап ряжения на выходе интегратора 9 воз росло незначительно. Если в период между импульсами генератора 1 прс 13ойдет .выключение элемента 6, то интегратор 9 сбросится в О раньше и напряжение на его выходе при приходе очередного импульса будет еще меньше. При отказе (короткое замыкание или об0ыв} любого из элементов регулятора и генератора 1 1-7, 11, 12 на вход блока 11 не будут поступать импульсы сброса. Напряжение на выходе интегратора 9 возрастает, что приведет к срабатыванию исполнительного органа 10. Исполнительный орган 10 может снять питание с устройства, включит резервную систему, выдать сигнал о неисправности для замены отказавшего узла или устройства. С целью уменьшения количества переключений элемента 6 генератор 1 синхронизирован с нагревателем 7. Синхронизирующие импульсы через конденсатор 12 поступают на вход генератора 1 и процесс .формирования им- . пульсов начинается с.их приходом. Поскольку при переключении на выходном транзисторе рассеивается максимальная мощность, то уменьшение количества переключений уменьшает рассеиваемую мощность. При реализации устройства необходимо, чтобы частота генератора 1 бьота примерно равна частоте включения регулятора при максимальной температуре, а время заряда интегратора 9 - на порядок больше. В качестве генератора 1 и интегратора 9 целесообразно использовать операционные усилители с высоким входным сопротивлением, а также хемотроны, которые обладают высокой надежностью, малыми габаритами и позволяют получить время интегрирования от единиц секунд до сотен часов. Для устройства сброса можно использовать транзисторы или производить подачу импульсов в цепь коррекции интегратора. Исполнительным органом может быть оптоэлектронный прибор тиристор, геркон или магнитоуправляемый контакт с памятью. С целью максимального увеличения надежности устройства его целесообразно выполнить в микроминиатюрном исполнении, причем для узлов 8-11 можно произвести поэлементное резервирование. Таким обраэом, предлагаемое устройство, не отличаясь по сложности от известного позволяет существенно повысить надежность системы термсжтатирования, так как регистрирует неисправности элементов схемы любого типа (короткое замыкание, обрыв). Учитывая простоту исполнения устройства, оно может найти широкое применение в разнообразных системах, где требуется высокая надежность. Кроме того, предлагаемое устройство способно выполнять функции устройства защиты, что еще более увеличивает возможность его применения. формула изобретения .Устройство для/термостатирования, содержащее последовательно соединенные иамерительныи мост, усилитель и выходной транзисторный элемент, лколлекторную цепь которого включен нагреватель, отличающееся тем, что, с целью повышения надеж-, ности устройства, оно содержит пос ледовательно соединенные блок сброса интегратора, интегратор и исполнительный орган, а также конденсаторы и генератор импульсов, вход блока сброса интегратора через первый конденсатор соединен-с.коллектбром вы926 ходного транзисторного элемента, а выход генератора импульсов - с одной вершиной измерительного моста через второй конденсатор. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе I. Альтшуллер Г.Б. Кварцевая стабилизация частоты. М., Советское радио, 197А, с.223. 2. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 D 23/19, 1976 i(прототип).

г

и йИ I