Устройство для регулирования температуры
Иллюстрации
Реферат
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее трансформатор с двумя встречно включеннымиобмотками , подключенными к датчику и за,датчику температуры через выпрямитель и ко входам операционного усилителя с обратной связью непосредственно, усилитель мощности на транзисторе и нагреватель, О(тличающеес я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены делители напряжения, конденсаторы и интегральный стабилизатор напряжения , подключенный выводом для выключения внешним сигналом через первый делитель напряжения к выходу операционного усилителя, при этом база транзистора усилителя мощности непосредственно соединена с выходом интегрального стабилизатора напряжения , а через корректирующий конденсатор соединена с инвертирующим входом операционного усилителя, параллельно датчику и задатчику температуры подключены сглаживающие конденсаторы, а измерительный вход интегрального стабилизатора напряже (Л ния подключен к выходу второго делителя напряжения, включенного параллельно нагревателю. ts9 4i Ю Од
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
О ЮЛНР
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1124267
3(59 G 05 D 23/)9 G 05 D 23 24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, h
J
1 ! р
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3592494/24-24 (22) 18.05.83 (46) 15.11.84. Бюл. - 42 (72) А.П.Иванов (53) 621.555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 525065, кл. G 05 9 23/24, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР
У 840841, кл, G 05 D 23/24, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее трансформатор с двумя встречно включенными обмотками, подключенными к датчику и за; . датчику температуры через выпрямитель и ко входам операционного усилителя с обратной связью непосредственно, усилитель мощности на транзисторе и нагреватель, о1т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьппения точности устройства, в него введены делители напряжения, конденсаторы и интегральный стабилизатор напряжения, подключенный выводом для выключения внешним сигналом через первый делитель напряжения к выходу операционного усилителя, при этом база транзистора усилителя мощности непосредственно соединена с выходом интегрального стабилизатора напряжения, а через корректирующий конденсатор соединена с инвертирующим входом операционного усилителя, параллельно датчику и задатчику температуры подключены сглаживающие конденсаторы, а измерительный вход g интегрального стабилизатора напряжения подключен к выходу второго делителя напряжения, включенного параллельно нагревателю.
f 1124
Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для регулирования температуры в зоне охлаждения микрокриогенных систем. S
Известно устройство для регулирования температуры, содержащее измерительную схему в виде резистивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, 10 охваченный отрицательной и положительной обратной связью, осуществляемой переменным резистором, соединенным с выходом резистивного моста, Выход операционного усилителя подключен к нагрузочному элементу и к подвижному контакту регулировочного элемента ! ).
Недостатком этого устройства является низкая .точность регулирования, особенно при изменении температуры окружающей среды.
Известно устройство для регулирования температуры, использующее для повышения точности регулирования вы- 25 прямитель и трансформатор с двумя встречно включенными вторичными обмотками, выводы которых через выпрямитель связаны со входами операционного усилителя и первыми выводами датчика, и задатчика температуры, вторые выводы которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и соответствующим выводом источника питания неинвертирующий вход опера9
35 ционного усилителя соединен с эмиттером транзистора первого каскада усили. теля мощности (2 J.
Однако данному устройству присущи недостаточная точность регулирования
40 из-за скачкообразного включения и выключения питания нагревателя.
Цель изобретения — повышение точности регулирования.
Поставленная цель достигается тем. что в устройство для регулирования
Я температуры, содержашее трансформатор с двумя встречно включенными обмотками, подключенными к датчику и задатчику температуры через выпрямитель и ко входам операционного усилителя с обратной связью непосредственно, усилитель мощности на транзисторе и нагреватель, введены делители напряжения, конденсаторы и интегральный стабилизатор напряжения, подключенньй выводом для выключения внешним сигналом через первый делитель напряжения к выходу операционного усилителя, 267 при этом база транзистора усилителя мощности непосредственно соединена с выходом интегрального стабилизатора напряжения, а через корректирующий конденсатор соединена с инвертирующим входом операционного усилителя, параллельно датчику и задатчику температуры подключены сглаживающие конденсаторы, а измерительный вход интегрального стабилизатора напряжения подключен к входу второго делителя напряжения, включенного параллельно нагревателю.
На чертеже представлена электри ческая принципиальная схема устройст— ва для регулирования температуры.
Устройство содержит трансформатор
1 с вторичными обмотками 2 и 3, включенными встречно в точке 4, и через выпрямитель 5 подключенными к задатчику температуры 6, датчику 7 и общему выводу 8 операционного усилителя
9. Ко входам !О, l! операционного усилителя 9 вторичные обмотки 2,3 подключены непосредственно. Параллельно задатчику — температуры 6 и датчику 7 включены сглаживающие конденсаторы 12,13. Интегральный стабилизатор напряжения 14 типа К142ЕН2Б выводом 15 для выключения внешним сигналом через первый делитсль напряжения на резисторах 16,17 подключен к выходу !8 операционного усилителя
9. База транзистора 19 усилителя мощности соединена с выходом 20 интегрального стабилизатора 14 непосредственно, а с инвертирующим входом 10 операционного усилителя 9 — через корректирующий конденсатор 21, тем самым образуя положительную обратную связь по переменному току. Измерительный вход 22 интегрального стабилизатора напряжения 14 подключен к выхо-, ду второго делителя напряжения на резисторах 23,24, включенного параллельно нагревателю 25. Устройство содержит также отрицательную обратную связь
26 операционного усилителя 9 и конденсатор 27 для обеспечения устойчивой работы интегрального стабилизатора напряжения !4.
Устройство работает следующим образом.
На задатчике температуры 6 и датчике 7 относительно их общей точки имеются положительные полуволны напряжения однополупериодного выпрямления, осуществленного диодом !
5. Полуволны напряжения на задатчи26.7
1124
Составитель Т.Орлова
Редактор А.Долинич ТехредЖ.Кастелевич Корректор О Тигор
Заказ 8278/36 Тираж 841 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 ке температуры 6 и датчике 7, находящиеся в противофазе вследствие встречного включения трансформаторных обмоток 2 и 3, сглаживаются конденсаторами 12, 13, преобразуясь в постоянное пилообразное напряжение. При условии равенства напряжений на задатчике температуры 6 и датчике 7 по амплитуде, что обуславлавливается регулировкой задатчика 6,1О напряжение между дифференциальными
f входами 10,11 операционного усилителя 9 будет равно нулю, т.е ° измерительная схема сбалансирована.
При изменении сопротивления датчика температуры 7 нарушается баланс измерительной схемы. Постоянный сигнал раэбаланса в виде пилообразного напряжения усиливается операционным усилителем 9 и через делитель напряжения, состоящий из резисторов 16, !
7 поступает на вывод 15 для выключения внешним сигналом интегрального стабилизатора напряжения 14. С помощью делителя напряжения из реэисто-25 ров 16, 17 подбирается такой уровень сигнала, при котором включение интегрального стабилизатора 14 производилось бы передним фронтом пилообразного напряжения, а выключение — задним фронтом. При этом сигнал, поступакиций с выхода 18 операционного усилителя 9, должен иметь положительную полярность.
Поскольку изменение температуры в зоне охлаждения является медленно меняющимся процессом, а выключение и включение интегрального стабилизатора 14 производится пилообразным на" пряжением, то на выходе интегрально" го стабилизатора 14 будут прямоугольные импульсы, изменяющиеся по длительности в зависимости от измене» ния регулируемой температуры. Соответственно через транзистор 19 и нагреватель 25 будет протекать импульсный ток, также меняющийся по длительности в зависимости от изменения регулируемой температуры. Конденсатор 21 обеспечивает слабую положительную обратную связь по переменному току, что улучшает фронты импульсов, поступающих на нагреватель 25.
Подключение конденсаторов параллельно эадатчику.и датчику температуры дало возможность получить на выходе операционного усилителя сигнал необходимого уровня в виде пилообразного напряжения, что позволипв с помощью введенного интегрального стабилизатора обеспечить пропорциональное регулирование температуры в зоне охлаждения за счет изменения импульсов тока. протекающих через нагреватель. Точность регулирования температуры повысилась в 1,5 раза.
Предлагаемое устройство кроме регулирования осуществляет и контроль температуры при подключении к выходу операционного усилителя измерительного прибора, проградуированного предварительно в единицах температуры.