Устройство для регулирования температуры

Устройство для регулирования температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советскик

Социалистически к

Республик (61) Дополнительное к авт. евид-ву (22) Заявлено 27.1276 (21) 2434721,/18-24 с присоединением заявки Ио (51)м. к .

505 3 23/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опу6ликовано1505.79. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 1805.79

{53) УДК 621. 556., 6 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В ° П. Решетов и Н, Г. Ковеза (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к технике регулирования температуры различных объектов.

Наиболее близким по своей техничес-5 кой сущности к предлагаемому является устройство, для регулирования температуры, содержащее резистивный мост с датчиком температуры, источник питания переменного тока, подключенный к питающей диагонали резистивного моста, в измерительную диагональ которо-. го включен двухканальный блок управления триггером,- включенным в цепь исполнительного элемента и в измеритель-15 ную диагональ резистивного моста (1), Недостатком данного устройства является низкая точность.

Целью настоящего изобретения является повышение точности устройства,.

Эта цель достигается тем, что устройство содержит усилитель-демодулятор, а каждый канал блока управления триггером состоит,иэ последовательно соединенных усилителя-ограничителя, генератора пилообразного напряжения и формирователя импульсов запуска, причем управляющий вход генератора пило образного напряжения одного из каналов подключен через усилитель-демоду- y() (лятор к измерительной диагонали реэистивного моста.

На фиг, 1 приведена функциональная схема предложенного устройства для регулирования температуры, На фиг. 2 — схема коммутации триггером исполнительного элемента, На фиг„ 3 — диаграммы напряжений, Регулятор температуры (см. фиг. 1) содержит резистивный мост 1, в одно плечо которого включен датчик температуры 2, двухканальную схему управления триггером 3, каждый канал которой состоит из последовательно соединенных усилителя-ограничителя 4, 5 генераторов пилообразного напряжения 6, 7, формирователей импульсов запуска

8, 9, подключенных к входам триггера

3, К управляющему входу генератора пилообразного напряжения 6 подключен усилитель-демодулятор 10, вход которого подсоединен к измерительной диагонали реэистивного моста 1. В одно из плеч триггера включен исполнительный элемент 11 и измерительная диагональ резистивного моста 1, питающая диагональ резистивного моста .. подключена к источнику переменного тока (на чертеже не показано) .

Триггер на тиристоре Tl (фиг, 2)

:с включенным в его плечо исполнительным элементом 11 и измерительной диагональю моста 1 содержит два управляющих транзистора Т2 и Т3, Транзистор Т2 с ограничительным резистором

Rl и базовым резистором R2 подключен к управляющему электроду тиристора.

Транзистор ТЗ с базовым резистором

НЗ подключен к аноду тиристора TI.

Оба транзистора выполняют функцию ключевых элементов и находятся поочередно,в зависимости от поступления от. рицательных управляющих импульсов на входы 1 и 2, либо в режиме .отсечки, либо в режиме насыщения, Регулятор работает следующим образом.

При равенстве плеч моста l, т.е, когда сопротивление датчика температуры 2, находящегося под воздействием температуры регулируемой среды, равно 20 заданному, с измерительной диагонали моста снимается нулевое напряжение U (фиг, Ç,а), Усилители-ограничители 4, 5, усилйтеМь-демодулятор 10, генераторы пилообразного напряжения б, 7 и 25 формирователи импульсов запуска 8, 9 ° находятся в исходном состоянии. " Триггер 3 находится в состоянии Q-вйключено (фиг, З,в); исполнительный эле.мент 11 отключен, обесточен (фиг. 2),30 следовательно, на измерительную диа-, гональ реэистивного моста 1 напряжение обратной связи не поступает ° Да лее под действием внешних возмущений темйература изменяется, допустим, 35 уменьшилась. Это изменйт сопротивление датчика температуры 2, нарушит равновесие резистивного моста 1, На измерительной диагонали резистивного моста 1 появится малое переменное на- 40 пряжения U4 (фиг, З,а). Это напряжение будет усилено усилителями-ограни- чителями 4, 5, а усилителем-демодуля- а тофом 10 оно преобразуется в постоян-. ное напряжение Uy (фиг, 3,5), воздей- 45 ствующее на управляющий вход генератора пилообразного напряжения б. Оба генератора пилообразного напряжения б и 7 начинают вырабатывать пилу. На диаграмме. (фиг, З,б) генератору пи- 50 лообразного напряжения б соответст-, вует нечетная пила, а генератору пилообразного напряжения 7 - четная,, Иэ диаграммы видно, что срабатывает рмирователь импульсов запуска 8, натфоенный на 0©, и на соответствующий вход триггера 3. .поступает запускающий импульс.

На диаграммах (фиг, З,б,в) видно, что при функционировании формирователя импульсов запуска 8, триггер 3 бу- 60 дет находиться в состоянии (3- выключено до тех пор, пока ие сработает формйрователь импульсов запуска 9 (фиг, З,г,д), обеспечивающий срабатывание триггера 3 по второму входу. 65

С началом динамического функционирования триггера 3 со скважностью зкА к,= —. ВЫКА где t1кА — время включения;

Вь кй время выключения, ВЫКА действует обратная связь в соответствии с работой триггера 3 Й ключевом режиме, На измерительную диагональ резистивного моста 1 (фиг, 2) подается напряжение со скважностью К, приводящее к разогреву датчика температуры 2, Это вызывает смещение рабочей точки по отношению к уставке и действием обратной связи. уменьшает ошибку рассогласования, причем закономерность уменьшения будет соответствовать данной скважности К, С другой стороны включение исполнительного элемента 11 со скважностью К будет пре.( пятствовать внешнему возмущению, которое направлено на уменьшение температуры регулируемого объекта. Иначе говоря, с поступлением дискретной порции тепла со скважностью К ошибка рассогласования уменьшается, формирователь импульсов запуска 9 перестает функционировать (фиг. З,б) триггер 3 переходит в выключенное состояние (фиг. З,в), обратная связь перестает действовать, а датчик температуры 2 получает определенный (слабый) разог рев, благодаря которому возникает смещение рабочей точки и баланс резистивного моста 1 при разогретом датчике температуры 2. С остыванием датчика температуры 2 вновь возникает разба-. ланс резистивнбго моста 1 вследствие чего срабатывает трнггЕр З,но уже с

Меньшей скважностью.Этот процесс будет повторяться до тех пор,пока температура регулируемого объекта под воздействием регулирующего органа не станет. равной заданной. Длительность работы со скважностью К„ и длительность пауз, будет определяться величиной обратной связи, а также тепловой инерцией объекта и датчика температуры 2, Допустим, что возмущающее воздействие было более сильным rro сравнению с рассмотренным случаем. Ошибка рассогласования на измерительной диагонали резистивного моста 1 соответствует теперь напряжению U (фиг. З,а), На диаграмме (фиг, З,е) йредставлены напряжения на выходах генераторов пилообразногО напряжения б, 7, причем нечетные пилы соответствуют генератору пилообразного напряжения б, четные - 7„ U p, U > — напряжения сраба4 тывания формирователей импульсов запуска 8, 9 соответственно. Uy - напряжение усилителя-демодулятора 10, На диаграмме (фиг. З,ж)представлены напряжения на выходе триггера 3, Отсюда видно, что скважность срабатываний триггера 3 К увеличилась по с1 авне662918 щении, начинается последовательное приближение по циклу: включено-выклю- чено с начальной скважностью К в цикле включено . Этот цикл протекает теперь при более сильной обратной связи, Благодаря этому при более силь5 ном возмущении сокращается время вос.становления заданной температуры. Осуществляется гибкая обратная. связь, к.г

8x.!

Жг.г нию с ранее расмотренным случаем более слабого возмущения, Увеличение скважности К, К ведет к тому, что и величина обратной связи возрастает т.е. датчик температуры 2 раэогреваеТся более интенсивно: кривая, соответствующая скважности К2 идет выше по сравнению с кривой, соответствующей скважности К„ . В предельном случае при еще более сильном возмущении, соответствующем напряжению раэбаланса О,, срабатывает только формирова- 10 тель импульса запуска 9, так как напряжение усилителя-демодулятора 10 Ug частолько возрастает, что нечетные пилы генератора пилообразного напряжения 6 становятся совсем малыми, не- г6 достаточными для срабатывания формирователя импульсов запуска 8, Триггер

3 срабатывает со скважностью К =. 1, т.е. переходит во включенное состояние. По мере уменьшения напряжения разбаланса триггер 3 последовательно переходит:диапазон скважностей от К =

1 до К =.. О. Изменяется соответственно и величина обратной связи: при

К =, 1 она максиМальна, при К блйзкоМ

0 - минимальна.

Разогрев датчика температуры 2 так гже, как и поступление тепла от исполнительного элемента 11 на объект ре» гулирования температуры, эависйт от скважности . Поскольку более сильйому возмущению соответствует большая скважность, то и разогрев датчика тем,пературы 2 будет более интенсивным, быстрее восстановится баланс резистивного моста 1, При остывании датчика 35 температуры 2 .вновь возникает разбаланс. Так же, как и при слабом воэмуг

Формула изобретения устройство для регулирования температуры, содержащее резистивный мост с датчиком темйературы, источник питания переменного тока, подключенный к питающей диагонали реэистивного ". моста, в измерительную диагональ которого включен двухканальный блок уйравления триггерам, включенным в цепь исполнительного элемента и в измерительную диагональ резистивного моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит усилитель-демодулятор, а каждый канал блока управления триггером состоит из последовательно соедийенных усилителя-ограничителя, генератора пилообразного напряжения и формирователя импульсов запуска, причем управляющий вход генератора пило« образного напряжения одного из каналов подключен через усилитель-демодулятор к измерительной диагонали резистивного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 463953, кл.. 605 З 23/24, 1971. кдаяРРкеккке тана%".»е». -...... :. " ср Рк" т.- ...тссмт,.=»ет

662() 1 8

Фиг 3

Составитель Л. Птенцова

Редактор В. Веселкина тексел м, Ветке корректоР А, трнденко

Закаэ 2694/4»8 Тираж 1014 Подписное

1\НИИПИ Государственного комитета СССР по делам йэобретенитй и открытий

113035 москеа д-35 Ращская нас д.т3 5

Фили ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4