Устройство для регулирования температуры Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для регулирования температуры, и может быть использовано в установках для культивирования биологических объектов.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные к входу суммирующего усилителя, тиристорный исполнительный элемент, подключенный последовательно с нагревателем, источник питания, формирователь сигнала и пороговой блок, при этом формирователь сигнала выполнен в виде двух тиристорных усилителей, а пороговый блок - в виде последовательно соединенных запоминающего элемента и усилителя, причем вход запоминающего элемента подключен к первому выходу первого тиристорного усилителя, вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя, второй выход соединен с выходом второго тиристорного усилителя, подключенным к тиристорному исполнительному элементу,-выход усилителя порогового блока подключен к входу второго тиристорного усилителя -(1.

Недостатком устройства является низкая точность и высокий уровень помех из-за работы устройства в активной части полупериода сетевого напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее датчики с измерительными усилителями, суглиатор-уси10литель, генератоо пилообразного напряжения, . компаратор напряжения, тиристорный генератор импульсов и тиристорный усилитель мощности 12.

Недостатки устройства - пониженные

15 точность, стабильность, сложная и громоздкая электронная схема.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение устройства.

20

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры,- содержащее включенные последовательно термочувствительный мост, операционный усилитель и тирис25торный усилитель мощности, через силовую цепь которого к выходу выпрямителя подключен нагреватель, а также включенные последовательно и связанные с входом выпрямителя, соеди30ненным с источником переменного нап-. ряжения, импульсный блок питания, формирователь импульсов и генератор пилообразного напряжения, выходом подключенный к первому управляющему входу термочувствительного моста, . второй управляющий вход которого под включен к выходу двоичного задатчика, причем ВТОРОЙ выход формирователя импульсов связан с вторым входом тиристного усилителя мощности, содержит подключенный последовательно с диагональю питания термочувствительного моста электронный ключ, управля ющий вход которого подключен к первому выходу формирователя импульсов. Кроме того, генератор пилообразно но напряжения выполнен в виде двоично-десятичного интегрального счетчика, соединенного последовательно с резистивной матрицей, выход которой является выходом генератора пилообразного напряжения, входом которого является управляющий вход двоичнодесятичного интегрального счетчика. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в различных точках устройства. Устройство содержит датчик 1 температуры, включенный в плечо термочувствительного моста 2, в который входят: резисторы 3 -,6. и операционный усилитель 7-; двоичный 8температуры, в который входят: про грамные двоично-кодовые переключател 9- 11 и двоичная декодирующая резис тивная матрица 12, генератор 13 пило образного напряжения, состоящий из двоично-десятичного интегрального счетчика 14, соединенного с резистив ной матрицей 15, формирователь 16 им пульсов, состоящий из. двух логических инверторов 17 и 18 импульсный блок 19 питания, обеспечивакяций импульсным напряжением 100 Гц формирователь 16 и постоянным питающим напряжением все остальные блоки устройс ва; тиристорный усилитель 20 мощност ти, состоящий из двухвходного лргическсго элемента 21,соединенного с входом оптронной пары 22, выход последней соединен с входом транзистора 23,питание на тиристор 23 и на нагре ватель 24 поступает от выпрямителя 2 электронный ключ 2&, управляемый импульсами от формирователя 16. Устройство работает следующим образом. Импульсный сигнал (фиг. 2а) поступает на вход формирователя 1б импульсов. С выхода логического инвертора 17 импульсы (фиг. 26) поступают на входы интегрального двоично-десятичного счетчика 14 и ключа 26. Счет чик 14 делит частоту импульсов на де сять. Сигналы с выходов счетчика 14 через реэистивную матрицу 12 преобра зуются в пилообразно-ступенчатое нап ряжение с десятью ступеньками (фиг. 2в). Ключ 26 коммутирует с частотой 100 Гц питающее напряжение на датчик 1 температуры и задатчик 8 через ограничительные езисторы 3 и 4. - Благодаря этому датчик 1 питается импульсами тока частоты 100 Гц длительностью 1 мс (Фиг,2) .Импульсное пи- тание датчика позволяет же допустимой средней мощности рассеивания, что и при питании постоянным током, в несколько раз увеличить величину полезного сигнала, снимаемого с датчика 1. Это резко .увеличивает ст абильность и точность всего устройства. Сигнал с датчика 1 поступает на инверсный вход операционного усилителя 7. На второй вход операционного усилителя 7 поступают сигналы с задатчика 8 температуры и с генератора 13. Сравнение сигналов происходит с помощью операционного усилителя 7, выполняющего роль компаратора. Форма сигнала паказана на фиг. 2д, при этом участок t соответствует перегреву, а участок t - неДогреву, Сигнал с выхода операционного усилителя 7 поступает на первый вход логического элемента 21 тиристорного усилителя 20 мощности. На второй вход огического элемента 21 поступают стробирующие импульсы напряжения от формирователя 16. Импульсы с выхода логического элемента 21 (фиг. 2е) поступают на вход оптрона 22, выход которого соединен с входом тиристора 23. Запуск тиристора осуществляется на отрезке t, соответствующем -недогреву, в начале каждого полупериода (нулевая фаза) импульсами (фиг. 2е). При этом через нагреватель 24 протекает ток (фиг. 2 ж), число импульсов которого пропорционально изменению сигнала от датчика 1 температуры, при этом крутизну этого изменения регулируют с помощью резистора 5, что позволяет сделать схему оптимальной для любого объекта регулирования. Благодаря тому/ что устройство содержит электронный ключ 26, а генератор пилообразного напряжения выполнен в виде двоично-десятичного интегрального счетчика, соединенного с резистивной матрицей, удалось увеличить точность и упростить схему устройства . Формула изобретения 1. Устройство для регулирования температуры, содержащее включенные последовательно термочувствительный мост, операционный усилитель и тиристорный усилитель мощности, через силовую цепь которого к выходу вытгрямителяподключен нагреватель, а также включенные последовательно и связанные с входом выпрямителя, соединенным с источником переменного напряжения, импульсный блок питания, формирователь импульсов и генератор пилообразного напряжения, выходом подключенный jc первому управляющему вхо ду термочувствительного моста, второ управляющий вход которого подключен к выходу двоичного эадатчика, причем второй выход формирователя импульсов связан с вторым входом тирис торного усилителя мощности, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устро йства, оно содержит подключенный пос .ледавательно с диагональю питания термочувствительного моста электронный ключ, управляющий вход которого подключен к первому выходу формиро|Вателя импульсов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор пилообразного напряжения выполнен в виде двоично-десятичногр интегрального счетчика, соединенного последовательно с резистивной матрицей, выход которой является выходом геренатора пилообразного напряжения, входом которого является управляющий вход двоично-десятичного интегрального счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.. Авторское свидетельство СССР 613302, кл. G 05 D 23/19, 1975. 2. Патент CWA 3584291, кл.323-18, опублик. 1971 (прототип).

лллллллллллл

тппп

UULJLJJJJJLJLJIJJIJJ

ti

ЛЛ

ж

Фаг1

ппп

t2

АЛЛА