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

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯРЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры и может быть использовано для управления термостатами и нагревательными приборами.

Известны устройства, содержащие совмещенный датчик-нагреватель .в ка-;: честве одного из плеч мостового преобразователя температуры Cl и 2 .

Совмещение функций датчика и нагревателя в одном элементе значительно улучшает динамические характеристики устройства. ..

Основным недостатком этих устройств является низкий КПД, так как они работают в линейном режиме.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее подключенный к источнику питания мостовой преобразователь температуры, в одно из плеч которого включен совмещенный датчик-нагреватель, а измерительная диагональ соединена с входом компаратора, а также транзисторный ключ и генератор импульсов 3.

Известное устройство имеет высокий КПД и хорошие динамические характеристики, однако недостаток его заключается в необходимо.сти применения в мостовом преобразователе температуры двух нагревателей, сопротивление одного из них должно зависеть от температуры .(совмещенный датчик-нагрева10тель) , а второе должно иметь минимально возможную зависимость сопротивления от температуры. Наличие второго нагревателя Усложняет конструкцию термостата или нагревательного

15 прибора.

Цель изобретения - упрЬщение устройства за счет исключения одного нагревателя.

Пос-тавленная цель достигается за

20 счет того, что в устройство для регулирования температуры, содержащее источник питания, к выходу которого подключены вход генератора импульсов.

и входная диагональ мостового npeots разователя температуры с совмещенным датчиком-нагревателем в одном из плем, компаратор, входом подключенный к выходной диагонали мостового преобразователя температуры, а выходом к управляющему электроду тиристора, а также транзисторный ключевой элемент, введен шунтирующий транзис- тор, входом связанный с выходом генератора импульсов и подключенный парал лельно к тиристору, с соответствующим электродом которого связан управляющий вход транзисторного ключевого элемента, включенного параллельно резистору плеча, смежного с измерительно-нагревательным плечом мостового преобразователя температуры.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. .

Оно содержит источник 1 питания, к которому подключен мостовой преобразователь 2 температурь с сЪвмещённым датчиком-нагревателем 3 в одном из плеч, компаратор , входы .которого подключены к выходной диагонали мостового преобразователя 2 температуры /транзисторный ключевой элемент 5, коллектор которого соединен с совмещенным датчийомгнагревателей. 3, генератор импульсов 6, например, на однопереходном транзисторе, тиристор -7, управляющий электрод.которого соединен с. выходом компаратора, а анод через ограничивающий резистор - с ба ЗОЙ транзисторного.ключевого элемента 5, и шунтирующий транзистор 8, база которого соединена с выходом генератора импульсов 6, а коллектор - с анодом тиристора 7После включения источника 1 питания температура на совмещенном датчике-нргревателе 3 ниже заданной, мостовой преобразователь 2 разбалансирован сигнал разбаланса усиливается компаратором k, включает тиристор 7 и транзисторный ключевой эле. 5 который в СВОЮ очередь подключает совмещенный датчик-нагреватель 3 к источнику 1 питания. Происходит сильный перекос моста, компаратор Л закрывается, но тиристор 7 остается открытым. Термостат разогревается.

Периодически через определённые промежутки времени импульсами от гене ратора 6 импульсов открывается шунтирующий транзистор 8, который выключает тиристор 7. Далее, если темпера тура ниже заданной, тиристор 7 включается снова и включает транзисторный ключевой элемент 5 и совмещенный датчик-нагреватель ;3, и нагрев продолжается. Если же температура превысит заданную, компаратор k закроется и тиристор 7 не будет включен, а значит не будет включен совмещенный датчик--нагреватель 3. Температура втермостате снижается. Далее прбцесс повторяется .

.Таким образом, регулирование в предложенном устройств.еосуществляется за счет изменения длительности импульса, в течение которого производится нагрев. Такой Способ регулирования занимает промежуточное положение между двухпозиционным регулированием и ймпулъсным, так как включение управляющего воздействия производится . как в двухпозиционных устройствах при переходе управляющего сигнала через определенную величину, а выключение производится периодически

5 через определенные промежутки времени независимо от величины управляющего сигнала, как в импульсных регуляторах. : ..,;; ., , . ; Нагреватель в предлагаемом устройстве использован ;один (вместо двух v в базовом устройстве), что упрощает конструкцию нагревательного узла и повышает его надежность, так как уменьшается возможность замыкания нагревателя. Остальные элементы моста: могут быть высокоомными резисторами. Для снижения потребляемой мощности на них можно применить отдельные источники питания для моста и компаратора со значительно меньшим номиналом, например +5В, в то время как датчик-нагреватель 3 транзисторный ключевой элемент 5 можно питать от +27В и более.

5 , . ... Формула изобретения

Устройство для регулирования :Температуры, содержащее источник питания, к выходу которого подключены вход генератора импульсови входная диагональ мостового преобразователя температуры с совмещенным датмиком-: нагревателем в одном из плеч, компаратор, входом подключенный, к выходной диагонали мостового преобразователя температуры, а выходом - к управляющему электроду тиристора, а 5 - 9 также транзисторный ключевой эпемеТТГ, о т л и ч а ю 1Д е ее я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит шунтирующий транзистор, входом связанный с выходом генератора импульсов и подключенный параллельно тиристору, с соответствующим электрог дом которого связан управляющий вход транзисторного ключевого элемента,включенного параллельно резистору ; плеча, смежного с измерительно-нагревательным плечом мостового преобразователя температуры. 2 Источники информации, is принятые во внимание при экспертизе 1. Тулин BvA. Термостат с непрерывным регулированием. - Сер. Гео изическая, АН СССР, I960, №,10, . с. . . . 2.Кейн В.М. Конструирование терморегуляторов. М., Советское радио; 1971, с. 116. 3.Авторское свидетельство СССР ff , кл. G 05 D 23/19, 1976 (прототип).