Регулятор температуры Советский патент 1982 года по МПК G05D23/24 

154) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение отнсхжтся к термостатированию, конкретно к устройствам автоматического регулирования температуры в термостатах.

Известны регуляторы температуры термостатов, использующие в качестве датчиков температуры два термореаистора, включенные в одну мостовую схему 1.

Однако такое включение датчиков температуры не позволяет добиться высокой точности поддержания температуры при достаточно малом времени выхода на температурный режим дня широкого класса термостатируюпшх систем.

Наиболее близким к предлагаемому является регулятор температуры, содержащий два моста, в одно из плеч которых включен термодатчик, а в другое задатчнк. Автся атическая корректировка программ регутшрования температуры осуществляется с помовкью контрольного термодатчика и опорного задатчика, включеанных в мост, диагонатш которого. через усилитель и механический нсполшггельный элемент подключается к задатчику другого моста t2 .

Однако корректировка программы с помощью одного контрольного термодатчика и задатчика не позволяет в полной мере учитывать динамические свойства объекта регулирования, дат иков и исполнительных элементов, входящих в замкнутый контур регузшрования. Кроме того, механическое управлеtoние величиной сопротивления задатчика через усилитель и исполнительный механизм приводит к запаздьюанию отработки сигнала коррекции. Все это существенно увеличивает погрешность стабили15зации .регулируемого параметра и время выхода системы на рабочий режим.

Цель изобретения - повьпиение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем,

20 что в регулятор темперютуры, содержащий два моста с датчике и задатчиком температуры в каждом, последовательно соединены усилитель мощности.и исполнитепьный элемент, введены блок дели тепей напряжения, последовательно включенные блок сравнения и дифференциальный усилитель, причем выходная диагональ одного моста подкгаочена к первому входу дифференциального уезюттеля и через блок делителей напряжения к первому входу блока сравнения, ко второму входу которого подключена выходная диагональ второго моста, а выход дифференциального усилителя подклю чен ко входу усилителя мощности. На фиг. 1 представлена блок-схема регулятора температуры; на фиг. 2 кривые зависимости температуры термостатирующей системы от времени при переходе с одной рабочей точки к другой. Регулятор температуры для термоста 1 содержит датчики 2 и 3 температуры мосты 4 и 5, блок делителей напряжения 6, блок сравнения 7, дифференциаль ный усилитель 8, усилитель мощности 9 исполнительный элемент (нагревательохладитель) 10. Контрольный датчик 2 температуры и опорный датчик 3 температуры устанавливаются соответственно в зоне нагревателя-охладителя 10 и непосредств но в рабочей области термостата, Требуемый уровень температуры задается с помощью задатчиков-п временных . сдвоенных прецизионных резисторов 11 и 12, Управляющий сигнал с моста 4 одно , временно поступает на вход дифферен: циальногю усилителя 8 и на блок делите лей напряжения 6, который состоит из двух независимых делителей, включенных параллельно. Первый делитель, образованный рядом сопротивлений, позволяет дискретно, а второй делитель, выполненный на прецизионном потенциомет ре и сопротивлениях, позволяет плавно устанавливать величину опорного сигнала. Выбор оптимального значения опорного сигнала, поступающего на блок сравнения 7, производится, исходя из условий устойчивости работы регулятора Блок сравнения 7 представляет собой усилителз. постоянного тока с коэффицие том передачи, близким к единице. Другим входным сигналом блока сравнения 7 я& ляется напряжение разбаланса моста 5. Сигнал рассогласования с выхода блока сравнения 7 nocfiyna&r на второй вход дифференциального усилителя 8, корректируя программу в зависимости от разностей опорного сигнала н сигнала контрольного датчика. Это позволяет ввести инвариантную составляющую в программу регулирования температуры, учитывающую динамические свойства объекта регулирования, датчиков температу1ы и исполнитепьногчз элемента Ю. На фаипг. 2 представлены кривые 13 и 14 временной зависимости температуры т рмостатируемой замкнутой системы при переходе с одной рабочей точки на другую. Кривая 13 - зависимость температуры системы от времени, иопучеииая при использовании предлагаемого регулятора. Кривая 14 представляет аналогичную зависимость для регулятора, изготовленного по схеме,подобной известной. Из графиков кривых 13 и 14 видно отличие в установлении рабочей температуры для двух регуляторов. Существенно уменьшается амплитуда температурных колебаний, значительно сокращается время выхода системы на рабочий режим. Применение данного регутштора температуры в термостатах и криостатах имеет преимущество по сравнению с известными, поскольку этот регулятор прост по устройству и настройке в работе и имеет довольно высокую точность стабилизации температуры, позволяющую использовать его при поверке датчиков температуры и других прецизионных исследованиях. Формула изобр е т е н и я Регулятор текшературы, содержащий два моста с датчиком и задатчиком температуры в каждом, последовательно соединенные усилитель мощности и исполнительный элемент, отличающ и и с я тем, что, с цепью повьпиения ТОЧ1ЮСТИ и быстродействия устройства, в него введены блок делителей напряжения, последовательно включенные блок сравнения и дифференциальный усилитель, причем выходная диагчоталь одного моста подключена к первому входу дифференциального усилителя и через блок делителей напряже1шя к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подключена выходная диагональ второго моста, а выход дифференциального усилителя подключен к входу усилителя мощности. 5 Источники инфорлашш, принятые во внимание при экспертизе 1. Вешош Г. В., KyraiK Л. Л.„и Малеев Д, И. Схема прецизионного терлоП

Х

А 93568& регулирования на интегральней микросхеме. ПТЭ, 1975, № 4, с. 222-223. 2. Ангорское свидетельство СССР № 272700, кл. G 05 D 23/24, 1970 $ (прототип).

1В.1

-Щ2

2 t 6 8 10 12 1« ff i(nuH)

pui.t