Устройство для регулирования температуры

Устройство для регулирования температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный резистивньм мост, в одно из плеч которого линиями связи включен термозависимьй нагреватель , расположенный в удаленном объекте регулирования, и блок управления током моста, подключенньй входами к измерительной диагонали, а выходами - к диагонали питания моста, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности регулирования , оно содержит дополнительную линию связи, причем, в плечо моста с термозависимым нагревателем и смежное ему относительно точки измерительной диагонали моста плечо последовательно с элементами этих плеч в ® включены дополнительные резисторы, соединенные между собой в точке из (Л мерительной диагонали, при этом цепь из последовательно соединенных линий связи от термозависимого нагревателя и обоих дополнительных резисторов зашунтирована дополнительной линией связи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (13) (51)4 С 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г 1

I (,.

l

IГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

4 (21) 3653946/24-24 (22) 20. l0.83 (46) 23. 12.85. Бюл. № 47 (71) Институт технической теплофизики АН УССР и Опытное конструкторскотехнологическое бюро с экспериментальным производством теплофизического приборостроения Института технической теплофизики АН УССР (72) Н.Н.Базырь, О.А.Геращенко, Г.Н.Дешевых, Н.В.Еедрановский и С.А.Сажина (53) 62 1.555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 512393, кл. G 05 D 23/19, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1056712, кл. G 05 D 23/19, 1984, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный резистивный мост, в одно из плеч которого линиями связи включен термозависимый нагреватель, расположенный в удаленном объекте регулирования, и блок управления током моста, подключенный входами к измерительной диагонали, а выходами — к диагонали питания моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно содержит дополнительную линию связи, причем, в плечо моста с термозависимым нагревателем и смежное ему относительно точки измерительной диагонали моста плечо последовательно с элементами этих плеч включены дополнительные резисторы, соединенные между собой в точке измерительной диагонали, при этом цепь из последовательно соединенных линий связи от термозависимого нагревателя и обоих дополнительных резисторов зашунтирована дополнительной линией связи

1200259

Изобретение относится к технике регулирования температуры нагревания и может быть использовано в нагревных термостатах и других изделиях, в которых необходимо обеспечить постоянство температуры при изменении температуры окружающей среды и других тепловых воздействий.

Известны мостовые схемы для регулирования стабилизации температуры, использующие термочувствительный мост одновременно в качестве нагревательного элемента (1).

Однако эти устройства нельзя применить для стабилизации температурного режима миниатюрных объектов (первичных измерительных преобразователей), эксплуатирующихся в жест/ ких условиях (перепады атмосферного давления составляют 700 — 10 мм рт. ст. перепады температуры окружающей среды — 180 — 250 С, воздействие потоков теплового излучения — до 5 кВт/м )

Установка всех четырех резисторов моста в объекте регулирования увели,чивает его габариты, значительно снижает надежность, усложняет конструкцию и изготовление, а для первичных измерительных преобразователей ухудшает его параметры (инерционность, точность измерения).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором в малогабаритном объекте регулирования установлен только один элемент моста (термозависимый нагреватель), а остальные элементы находятся в корпусе электронного регулятора, дистационно удаленного от объекта регулирования (2 J.

Недостатком известного устройства является то, что сопротивление соединительных линий влияет на температуру равновесия моста и таким, об- разом уменьшает точность регулирования температуры. . При этом на точность регулирования температуры влияет не только присутствие сопротивлений линий связи, но их изменение от различных факторов, что встречается при регулировании температуры удаленных объектов, эксплуатирующихся в жестких условиях.

Цель изобретения — повышение точности регулирования температуры.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее термочувствительный резистивный мост, в одно

Ф из плеч которого линиями связи включен термозависимый нагреватель, расположенный в удаленном объекте регулирования, и блок управления током моста, подключенный входами к,измерительной диагонали, а выходами . — к диагонали питания моста, со10

:размещен в лаборатории объекта регулирования, дистационно удаленном на большое расстояние от устройства.

Подключение термозависимого нагревателя к мосту производится по четы55 рехпроводной схеме при помощи. линий связи 8 - 11 (фиг. 1). Вносимые ими сопротивления показаны в виде резисторов 8 - 11 (R8, R9,R10,R11, фиг.2). держит дополнительную линию связи, причем в плечо моста .с термозависимым нагревателем и смежное ему отно15 сительно точки измерительной диагонали моста плечо последовательно с элементами этих плеч включены дополнительные резисторы, соединенные между собой в точке измеритель20 ной диагонали, при этом цепь из по3 следовательно соединенных линий связи от термозависимого нагревателя и обоих дополнительных резисторов зашунтирована дополнительной линией

25 связи.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства для регулирования температуры; на фиг. 2— эквивалентная схема.

Устройство содержит резистивный

30 уравновешенный мост, в плечи которого включены термозависимый нагреватель 1 (R1) используемый как датчик. температуры и как нагреватель одновременно, высокоомные постоянные резисторы 2(R2) и 3(R3), дополнительные резисторы 4(К4). и 5(R5), низкоомный постоянный резистор 6, и блок управления током моста 7 ° Величины сопротивлений данных резисто40 ров приняты соответственно К2,КЗ,R4, R5,R6.

Выходной диагональю моста служат точки соединения резисторов 2 и 3 и резисторов 4 и 5. Разность потенциалов этих точек схемы подается на вход блока управления током моста 7, выход которого подключен к входной диагонали моста.

Термозависимый нагреватель 1

1200259 4

Таким же образом на баланс моста влияет сопротивление линии 10 связи

R4+R10 (R10) т.е. соотношение — — — тем

К4 з

Устройство работает следующим образом.

Из условия макснмальности выделения мощности в термозависимом нагревателе соотношение сопротивления резисторов моста с учетом сопротивлений линий связи должно быть следующиме

R8, R9, R1 О, В. I 1, Кб << R I (<К2, КЗ, К4, R5 °

Сопротивление линии 8 связи (Rs) не включено в мост и поэтому на баланс моста не влияет. Сопротивление линии 9 связи (К9) включено последовательно с высокоомным резистором 2 (R2), и поэтому его влияние на положение точки баланса моста определяетR2+R9 ся соотношением ††- т е чем

R2

К2))R9; тем меньше влияние R9 на баланс моста. (К9+К2+КЗ)(RIO+RII+R2+R3+RII ближе к 1, чем R4>>RIO.

Сопротивление линии 1 1 связи (КII) шунтировано цепочкой резисторов 4 и 5, поэтому падение напряжения на сопротивлении этой линии связи всег10 да делится пропорционально отношению этих резисторов.

Пример. В частном случае, без учета сопротивлений линии связи резистивные параметры моста следующие: R2=R4=100 кОм, КЗ=К5=2 кОм, К1=100 Ом, R6=2 Ом.

С учетом сопротивлений линий связи условие баланса моста выражается формулои

КЗ

R6

†) КII(КIО+В2+КЗ) R (R10+R11+R2+Ê3)-Rá.

Сопротивление линии 8 не входит в формулу потому, что оно не включено в мост.

При условии, что R9=R10=R11=0, равновесие моста наступит при

R1=100 Ом.

Рассмотрим несколько произвольных условий:

R9=R1p=R11=1О Ом R1=100,01 Ом3

R9=0; R1O=R11=10 Ом R1=99,999 Ом;

R10=0; R9=R11=10 Ом R1=100,01 Ом;

R11=0; .R9=R10=10 Ом R1=100,0099 Ом; R9=R10=0; R11=1О Ом R1=100,00 Ом;

R9=R11=0; R10=10 Ом R1=100,0 Ом;

R10=Rt 1=0; R9=10 Ом R1=100,01 Ом.

Как видно из приведенного, погрешность, вносимая сопротивлением линий связи, не превышает величины этого сопротивления, умноженной на

КIО+КII+К2+КЗ

Кб.

10 З, что при применении в качестве термозависимых нагревателей платиновых или медных термометров сопро-. тивления дает уход температуры стабилизации не более чем на 0,2 К.

Таким образом, сохраняя все преимущества применения термозависимого нагревателя для. регулирования температуры дистанционно удаленного малогабаритного объекта, предлагаеЗ5 мое устройство значительно уменьшает влияние линий связи на точность регулирования,. что позволяет повы- сить точность регулирования температуры при эксплуатации объекта

40 регулирования на значительном расстоянии и в жестких условиях, воздействующих как на объект, так и на линию связи.

1200259 фиг.2

Составитель С.Стрелецкий

Редактор С.Саенко Техред Т.Дубинчак Корректор М.Демчик

Заказ 7866/53 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

:" кал ИПП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4