Регулятор температуры

Регулятор температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается управления и регулирования температуры и предназначено для применения в термокамерах высокой точности с форсированным выходом на режим статйрования с диапазоном регулирования температур от минус (-60) °С до плюс (|.-100)°С. Целью изобретения является повышение точности регулятора в диапазоне температур ниже окружающей среды. Регулятор температуры содержит холодильную машину с узлом управления производительностью и последовательно соединенные измерительный мост 1, дифференциальный усилитель 2 и канал 3 регулирования мощности нагревателя, состоящий из формирователя 4 импульсов синхронизации, генератора 5 пилообразного напряжения порогового элемента 6, формирователя 7 импульсов управления, регулирующего элемента 8 и нагревателя 9. Кроме того, регулятор имеет повторитель сигнала 11, первый компаратор 12, инвертор 13, элемент ИЛИ 14, оптронный ключ 15, второй компаратор 16, выводы 20 и 21 для подключения дополнительных цепочек, состоящих из последовательно соединенных компаратора, логических элементов и оптронного ключа. К выводам 18 и 19 оптронного ключа 15 подключается узел управления производительностью холодильной машины. Максимальное число дополнительно подключаемых цепочек зависит от нижней рабочей температуры и мощности холодильной машины. Использование данного регулятора температуры позволяет поддерживать температуру объекта в диапазоне температур от (-f20)°C до минус (-60)°С с погрещностью, не превышающей ±0,5°С. 1 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4073637/24-24 (22) 05.05.86 (46) 23.03.88. Бюл. № 11 (72) А. Н. Журавлев, Ю. И. Савкин и В. Ф. Третяк (53) 621.555.6 (088.8) (56) Быков А. В. Холодильные компрессо ры.— М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 36 — 39.

Авторское свидетельство СССР № 491123, кл. G 05 D 23/19, 1974. (54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение касается управления и регулирования температуры и предназначено для применения в термокамерах высокой точности с форсированным выходом на режим статирования с диапазоном регулирования температур от минус (— 60) С до плюс (+100) С. Целью изобретения является повышение точности регулятора в диапазоне температур ниже окружающей среды. Регулятор температуры содержит холодильную машину с узлом управления производительностью и последовательно соединенные измерительный мост 1, дифференциальный

ÄÄSUÄÄ 1383315 А1 усилитель 2 и канал 3 регулирования мощности нагревателя, состоящий из формирователя 4 импульсов синхронизации, генератора 5 пилообразного напряжения порогового элемента 6, формирователя 7 импульсов управления, регулирующего элемента 8 и нагревателя 9. Кроме того, регулятор имеет повторитель сигнала 11, первый компаратор 12, инвертор 13, элемент ИЛИ 14, оптронный ключ 15, второй компаратор 16, выводы 20 и 21 для подключения дополнительных цепочек, состоящих из последовательно соединенных компаратора, логических элементов и оптронного ключа. К выводам 18 и 19 оптронного ключа 15 подключается узел управления производительностью холодильной машины. Максимальное число дополнительно подключаемых цепочек зависит от нижней рабочей температуры и мощности холодильной машины. Использование данного регулятора температуры позволяет поддерживать температуру объекта в диапазоне температур от (+20) С до минус (— 60) С с погрешностью, не превышающей +-0,5 С, 1 ил.

1383315

Изобретение относится к области управления и регулирования температуры и предназначено для применения в термокамерах высокой точности с форсированным выходом на режим статирования и диапазоном регулирования температур от — 60 до +100 С.

Цель изобретения — повышение точности регулятора в диапазоне температур ниже окружающей среды.

На чертеже представлен предлагаемый регулятор.

Регулятор температуры содержит измерительный мост 1, дифференциальный усилитель 2, выход которого подключен к входу канала 3 регулирования мощности нагревателя, состоящего из последовательно соединенных формирователей 4 импульсов синхронизации, генератора 5 пилообразного напряжения, порогового элемента 6, формирователя 7 импульсов управления, регулирующего элемента 8 и нагревателя 9. При этом диагональ измерительного моста 1 с термочувствительным элементом 10 на полупроводниковом диоде соединена с неинвертирующим входом повторителя 11 сигнала, выход которого подключен к цепочке из последовательно соединенных первого компаратора 12, инвертора 13, элемента ИЛИ 14 и оптронного ключа 15. Кроме того, выход дифференциального усилителя 2 дополнительно соединен с инвертирующим входом второго компаратора 16, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ

14. Неинвертируюшие входы первого 12 и второго 16 компараторов подключены соответственно к источникам положительного

+Е,,, i и отрицательного — Е,„опорных напряжений. Установка заданной температуры осуществляется переменным резистором 17, включенным во второе плечо измерительного моста.

К выводам 18 и 19 оптронного ключа 15 подключен узел управления производительностью холодильной машины (не показан).

Регулятор работает следующим образом.

При температуре объекта регулирования, например термокамеры, ниже заданной с выхода дифференциального усилителя 2 снимается сигнал рассогласования по температуре в виде напряжения постоянного тока положительной полярности и подается на вход канала 3 регулирования мощности нагревателя 9. Нагревательный элемент 9 включается. Таким образом, осуществляется регулирование температуры при работе термокамеры в режиме «Нагрев».

Для перевода термокамеры в режим «Охлаждение» необходимо резистором 17 установить заданную температуру и дополнительно включить электропитание холодильной машины. При температуре в термокамере выше заданной с выхода дифференциального усилителя 2 снимается постоянное напряжение отрицательной полярности, которое подается на вход порогового элемента 6

55 и блокирует его работу. Нагреватель 9 выключен. Как только температура в термокамере станет ниже заданной, напряжение на выходе дифференциального усилителя 2 поменяет знак на противоположный и излишки холода будут компенсироваться включением нагревателя 9. Для точного поддержания температуры в диапазоне от — 60 С до +20 С необходимо уменьшать производительность холодильной машины термокамеры с ростом температуры. В то же время, при форсированном выходе на режим статирования холодильная машина должна работать на полную мощность. Эту задачу выполняет канал регулирования производительности холодильной машины, состоящий из повторителя 11 сигнала, компараторов 12 и 16, инвертора 13, элемента ИЛИ 14 и оптронного ключа 15. Логическая часть канала выполнена таким образом, что при максимальной мощности холодильной машины оптронный ключ 15 открыт. С выхода измерительного моста 1 на инвертирующий вход компаратора 12 через повторитель 1 поступает сигнал постоянного тока, пропорциональный текущей температуре в рабочем объеме термокамеры. Второй вход компаратора 12 подключен к источнику положительного опорного напряжения +Е„ t.

Рассмотрим работу устройства при условии, что текущая и заданная температуры равны соответственно — 50 С и — 30 С, а величина напряжения +Е„ i пропорциональна температуре — 40 С. При заданных условиях компараторы 12 и 16 установлены по выходу в состояние логического «О». При этом с выхода инвертора 13 снимается сигнал логической «1», который через элемент

ИЛИ 14 поступает на вход оптронного ключа 15. Последний открыт, и холодильная машина работает на полную мощность. С ростом температуры в рабочем объеме камеры величина напряжения на инвертирующем входе компаратора 12 уменьшается и при температуре несколько большей — 40 С компаратор 12 срабатывает и переходит по выходу из состояния логического «О» в состояние логической «1». При этом на обоих входах элемента ИЛИ присутствуют логические «О» и оптронный ключ 15 закрыт.

Мощность холодильной машины уменьшена.

С выхода дифференциального усилителя 2 на инвертирующий вход компаратора 16 поступает постоянное напряжение, величина которого пропорциональна рассогласованию между заданной и текущей температурами.

При этом положительная полярность напряжения указывает, что термокамера должна работать в режиме «Нагрев», а отрицательная полярность соответствует режиму

«Охлаждение».

Рассмотрим работу устройства при форсированном выходе на режим статирования отрицательных температур при условии, что текущая и заданные температуры равны

1383315

Формула изобретения

Составитель С. Беляков

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 912/46 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 — 30 С, величина напряжения +Е„ i пропорциональна температуре — 40 С, а величина опорного напряжения — Е,„1 соответствует рассогласованию в 1 С между заданной и текущей температурами. Переменным резистором 17 устанавливается напряжение, соответствующее температуре — 60 С. При этом с выхода компаратора 16 на первый вход элемента ИЛИ 14 подан сигнал логической «1», а с выхода компаратора 12 через инвертор 13 на второй вход элемента ИЛИ 14 подан сигнал логического «О», и оптронный ключ 15 открыт. При температуре несколько меньшей — 59 С компаратор 16 срабатывает и переходит по выходу из состояния логической «1» в состояние логического «О». Таким образом, в режиме «Охлаждение» при величине рассогласования более 1 С между заданной и текущей температурами холодильная машина включена на полную мощность.

При многоступенчатом снижении производительности холодильной машины к выводам 20 и 21 могут быть подключены дополнительные цепочки из последовательно соединенных компаратора 12-п, инвертора

13-п, элемента ИЛИ 14-п и оптронного ключа 15-п.

Регулятор температуры, содержащий холодильную машину с узлом управления производительностью и последовательно соединенные измерительный мост, дифференциальный усилитель и канал регулирования мощности нагревателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора в диапазоне температур ниже окружающей среды, он содержит последовательно соединенные повторитель сигнала, первый компаратор, неинвертирующий вход которого подключен к источнику опорного напряже15 ния, инвертор, элемент ИЛИ и оптронный ключ, а также второй компаратор, при этом выход дифференциального усилителя соединен с инвертирующим входом второго компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с источником отрицательного

20 опорного напряжения, а выход — с вторым входом элемента ИЛИ, вход повторителя сигнала соединен с соответствующим выводом термочувствительного элемента измерительного моста, а вход узла управления производительностью холодильной машины подключен к выходу оптронного ключа.