Устройство для регулирования температуры

Устройство для регулирования температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин , в частности температуры, с использованием электрических средств, может быть исиользовано в системах термостатирования с малым временем установления рабочей темиературы, является усовершенствованием изобретения по а. с. № 1078412. Цель изобретения - расширение области применения за счет уменьшения времени выхо (Л к 1 I U т 65 у| 1 И ев-- 16

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1,1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (g1) 4 G 05 1.) 23/19

19 17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1078412 (21) 3990791/24-24 (22) 13.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (72) Т. В. Аржанникова и Т. В. Алексеева (53) 621.555.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 289262, кл. G 05 D 23/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 525934, кл. G 05 D 23/19, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1078412, кл. G 05 D- 23/19, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин, в частности температуры, с использованием электрических средств, может быть использовано в системах термостатирования с малым временем установления рабочей температуры, является усовершенствованием изобретения по а. с. ¹ 1078412. Цель изобретения — расширение области применения за счет уменьшения времени выхо1309001 да на режим. Для этого устройство для регулирования температуры содержит элементы 1, 2, 3 сравнения, датчик 4 температуры, источник 5 опорных напряжений, формирователь 6 управляющего сигнала, исполнительный элемент 7, нагреватель 8, источник 9 переменного напряжения, источник

I0 постоянного напряжения, интегрирующий конденсатор 11, ключи 12, 14 и выпрямители 13, 15. Изобретение при сохранении надежности работы устройства и снижении мощности нагрева в режиме отслеживания

Изобретение относится к области автоматического регулирования неэлектрических величин, в частности температуры, с использованием электрических средств, может быть использовано в системах термостатирования с малым временем установления рабочей температуры и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1078412.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет уменьшения времени выхода на режим.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для регулирования температуры содержит первый 1, второй 2, третий 3 элементы сравнения, датчик 4 температуры, источник 5 опорных напряжений, формирователь 6 управляющего сигнала, исполни . тельный элемент 7, нагреватель 8, источник 9 переменного напряжения, источник 10 постоянного напряжения, интегрирующий конденсатор 11, основной ключевой элемент 12 и основной выпрямитель 13.

Первые входы первого 1, второго 2 и третьего 3 элементов сравнения подключены к соответствующим выходам источника 5 опорных напряжений. Выходы элементов !в

3 сравнения подключены к соответствующим входам формирователя 6 управляющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу исполнительного элемента 7, подключенного последовательно с нагревателем

8 к источнику 9 переменного напряжения, выходы которого подключены к источнику 10 постоянного напряжения. Интегрирующий конденсатор 11 включен между входами первого элемента 1 сравнения. Основной ключевой элемент 12 включен параллельно первому выходу источника 5 опорных напряжений. Выход основного выпрямителя 13 подключен к управляющему входу основного ключевого элемента 12. заданной температуры позволяет осуществить форсированный нагрев до температуры выше температуры отслеживания, что дает возможность применить данное устройство для регулирования температуры в системе термостатирования кристалла умножителя частоты и уменьшить время выхода на режим до 15 мин без увеличения мощности нагревателя, вызывающего нежелательные изменения механических напряжений кристалла. 1 ил.

Устройство содержит также дополнительный ключ 14 и дополнительный выпрямитель 15, подключенный в одом 16 к второму выходу третьего элемента 3 сравнения, а выходом 17 — к управляющему входу дополнительного ключа, связанного информационным входом и выходом с соответствующими выводами источника 5 опорных напряжений.

Первый элемент 1 сравнения выполнен на микросхеме 18, выход которой через резистор 19 соединен с анодом диода 20, катод которого соединен с резистором 21 (выходом первого элемента 1 сравнения) и подключен к управляющему входу тиристора 22 (первому входу формирователя 6 управляющего сигнала). Другой конец резистора 21 соединен с общим проводом устройства.

Второй элемент 2 сравнения выполнен на микросхеме 23, выход которой через резистор 24 соединен с анодом диода 25, катод которого соединен с резистором 26 (выходом второго элемента 2 сравнения) и подключен к управляющему входу тиристорг 27 (второму входу формирователя 6 управляющего сигнала). Другой конец резистора 26 соединен с общим проводом устройства.

Третий элемент 3 сравнения выполнен на микросхеме 28, выход которой через резистор 29 соединен с анодом диода 30, катод которого соединен с резистором 31 (выходом третьего элемента 3 сравнения) и подключен к управляющему входу тиристора 32 (третьему входу формирователя 6 управляющего сигнала). Другой конец резистора 31 соединен с общим концом устройства.

Датчик 4 температуры подключен к неинвертирующим входам микросхем 18, 23, 28

35 (первым входам элементов 1 — 3 сравнения).

Источник 5 опорных напряжений выполнен на резисторах 33 — 35, подключенных одним концом к выходу источника постоянного напряжения. Другой конец резистора 33 подключен к потенциометру 36, средний вы!

309001

t»нн = /но» вЂ” At

/»нно = /ном + At

55 вод которого (первый выход источника 5 опорных напряжений) соединен с неинвертирующим входом микросхемы 18 (вторым входом первого элемемента 1 сравнения). Другой конец резистора 34 подключен к потенциометру 37, средний вывод которого (второй выход источника 5 опорных напряжений) соединен с неинвертирующим входом микросхемы 23 (вторым входом второго элемента 2 сравнения) . Другой конец резистора 35 подключен к потенциометру 38, средний вывод которого (третий выход источника 5 опорных напряжений) соединен с неинвертирующим входом микросхемы 28 (вторым входом третьего элемента 3 сравнения). Другие концы потенциометров 37 и 38 соединены между собой и через резистор 39 (дополнительный вход источника 5 опорных напряжений) подключены к общему проводу устройства.

Резистор 40 одним концом подключен к инвертирующим входам микросхем 18, 23 и 28.

Другие концы резистора 40 и потенциометра 36 соединены с общим проводом устройства.

Формирователь 6 управляющего сигнала выполнен на тиристорах 22, 27 и 32, причем катод тиристора 27 соединен с обшим проводом устройства, анод тиристора 27 соединен с катодами тиристоров 22 и 32. Анод тиристора 32 через конденсатор 41 соединен с анодом тиристора 22 и с катодом диода 42, анод которого соединен с общим проводом устройства. Анод тиристора 22 через резистор 43 (выход формирователя 6 управляющего сигнала) соединен с управляющим симметричного тиристора 7 (управляюгцим входом исполнительного элемента

7). Катод и анод симметричного тиристора 7 через нагреватель 8 подключены к входам источника 9 переменного напряжения и к входам источника 10 постоянного напряжения и к входам источника 10 постоянного напряжения.

Источник 10 постоянного напряжения выполнен на трансформаторе 44, первая выходная обмотка которого подключена к аноду диода 45, катоду диода 46 и к резистору 47.

Другой конец резистора 47 подключен к аноду диода 48 и к катоду диода 49. Катод диода 45 соединен с катодом диода 48 и подключен к конденсатору 50 и к катоду стабилитрона 51 (выходу источника 10 постоянного напряжения). Анод диода 46 соединен с анодом диода 49 и подключен к конденсатору 52 и к аноду стабилитрона 53.

Катод стабилитрона 53 и анод стабилитрона 51 подключены к общему проводу устройства. Вторая выходная обмотка трансформатора 44 (дополнительный выход источника 10 постоянного напряжения) подключена к катоду диода 54 (входу основного выпрямителя 13), анод которого через резистор 55 подключен к аноду стабилитрона 56, катод которого соединен с общим проводом устройства.

Анод стабилитрона 56 (выход основного выпрямителя 13) соединен с резистором 57 (управляюшим входом основного ключевого элемента 12). Другой конец резистора 57 соединен с затвором транзистора 58 и резистором 59, другой конец резистора 59 соединен с истоком транзистора 58 и подключен к общему проводу устройства.

Интегрируюший конденсатор 11 подключен между входами первого элемента 1 сравнения.

Дополнительный ключ 14 выполнен на транзисторе 60, сток которого подключен к выводу источника 10 постоянного напряжения, а исток через резистор 61 (выход дополнительного ключа 14) подключен к резистору 39 (дополнительному входу источника 5 опорных напряжений). Затвор транзистора 60 (вход дополнительного ключа 14) подключен к резистору 62 и конденсатору 63 (выходу дополнительного выпрямителя 15) и к аноду диода 64. Другие концы резистора 62 и конденсатора 63 соединены с обшим проводом устройства. Катод диода 64 через резистор 65 (вход дополнительного выпрямителя 15) соединен с выходом микросхемы

28 (дополнительным выходом третьего элемента 3 сравнения).

Устройство работает следующим образом.

Сигнал датчика 4 температуры усиливается и сравнивается в элементах сравнения с опорными напряжениями источника 5 опорных напряжений.

Амплитуды опорных напряжений выбираются таким образом, чтобы при закрытом дополнительном ключе 14 выходные сигналы сравнения закрывали: тиристор 22 при температуре, равной и выше / «. тиристор 27 при температуре, равной и выше /».-, тиристор 32 при температуре, равной и выше t ., причем где t»o» — требуемая температура отслеживания;

At — точность отслеживания температуры.

Сопротивление резистора 61 выбирается таким образом, чтобы при открытом дополнительном ключе 14 выходной сигнал второго элемента 2 сравнения закрывал тиристор 27 при температу.ре выше й, а выходной сигнал третьего элемента 3 сравнения закрывал тиристор 32 при температуре, равной и выше Й. (Й ° — температура отключения форсированного нагрева).

Основной выпрямитель 13 формирует в течение положительной полуволHû отрицательное напряжение, запираюшее полевой транзистор 58 основного ключевого элемента 12. В течение отрицательной полуволны транзистор 58 открыт и интегрирующий конденсатор 1 заряжается до напряжения, величина которого определяется сопротив1309001

Форл ула. изобретения (.ос"ави слн В. Примииын

Редактор H. Егорова Техред И. Верее Корректор Т. Колб

Закан 1435 10 Тира>к 864 Подписное

В11ИИПl l Государств нного кочитс1а (:(т:Р Ilo делая изобретений и открв;тий

113035, Москва, il(— -35, Ра1 гнскаи наб., д. 4 5

П1тонаиодствснно-полиграфическое нрс:гириитне, г. Ужгород, л. 11роскгнаи, 1 лением основного датчика 4 температуры.

В течение положительной полуволны происходит сравнение этого напряжения с опорным напряжением, формируемым на потенциометре 36.

Г1ри включении устройства при / (/ккк выходные сигналы элементов сравнения открывают тиристоры 22, 27 и 32. Через управляющий электрод исполнительного элемента

7 протекают токи тиристоров 22, 27 и ток заряда конденсатора 41 в положительную полуволну напряжения сети. В отрицательную полуволну напряжение сети через управляющий электрод исполнительного элемента 7 протекает ток разряда конденсатора 41 через диод 42. В нагревателе рассеивается максимальная мощность, что обеспечивает форcHpoBBHHb1H нагрев. При этом дополнительный ключ 14 открыт, и через резистор 39 протекает ток, определяющий требуемую температуру отключения форсированного нагрева t4 ° .

При температуре в месте расположения датчика температуры, равной t4. выходной сигнал третьего элемента сравнения закрывает тиристор 32, отключая формированный нагрев. При этом на выходе дополнительного выпрямителя 15 формируется отрицательное напряжение, запирающее дополнительный ключ 14. Температура в месте расположения датчика температуры понижается. При температуре, равной 1, открывается тиристор 27, а при дальнейшем понижении температуры выходной сигнал первого элемента сравнения начинает открывать тиристор 29 с 11екоторым фазовым сдвигом, определяемым постоянной разряда интегрирующего конденсатора 1. Мощность, рассеиваемая нагревателем, начинает уве5 личиваться и при == /и» установится динамическое равновесие, необходимое для поддержания требуемой температ ры.

При отказе в основном канале отслеживания (первом элементе сравнения или тиристоре 22) устройство начинает отслежи10 вать температуру t или /чи, так как постоянная разряда конденсатора 63 велика и дополнительный ключ 4 не открывается за время нагрева объекта.

Таким образом, устройство при сохранении надежности его работы и возможности

15 снизить мощность нагревателя в режиме отслеживания позволяет осуществить форсированный нагрев до температуры, выше требуемой температурь1 отслеживания, и тем самым уменьшить время выхода на режим.

Устройство для регулирования температуры llo авт. св. № 1078412, отличающееся тем, что, с целью расширения области при25 менения за счет уменьшения времени вь хода на режим, в устройство введены дополнительные ключ и выпрямитель, подключенный входом к второму выходу третьего элемента сравнения., а выходом — к управляющему входу дополнительного ключа, связанного информационным входом и выходом с соответствующими выводами источника опорных напряжений.