Устройство для регулированиятемпературы

Устройство для регулированиятемпературы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 1,364.79 (21) 2752843/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 30013L БЮллетень № 4

<Я)М. Кл.

G 05 D 23/19

Государствеииый комитет

ССС P по делам изобретений и открытий (53) УДК 628. 555. 8 (088. 8) Дата опубликоваиияописания 3001.81 (72) Авторы изобретения

Д. Д. Корнеев и B. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРН

Изобретение относится к регулированию неэлектрических величин и может быть использовано для автоматического регулирования температуры в электро-радиоаппаратуре.

Известно терморегулирующее устройство, обеспечивающее автоматическое двухпозиционное регулирование температуры, содержащее термочувствительные элементы, задатчики ,режима работы, усилитель сигналов, релейный коммутатор и синхронно связанный с ним посредством кулачкового механизма релейный распределитель, выходные реле, осуществляющие управление исполнительными меха.низмами. Коммутация каналов осущесттляется путем подключения соответствующих.пар контактов релейного комму- Э1 татора и релейного распределителя при помощи кулачкового механизма, приводимого во вращение синхронным электродвигателем (1). данное устройство не позволяет 25 производить оперативный анализ температуры на контролируемых каналах, так как каждый канал поочередно подключается к релейному коммутатору в циклической последовательности ЗО

2 один вслед за другим и спустя лишь время, равное времени цикла, вновь подключается, что при быстро меняющихся процессах уменьшает точность регулирования, а так же может привести к возникновению автоколебаний в системе регулирования, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является терморегулятор, содержащий последовательно соединенные термочувствительный элемент (мост) на резис" торах, усилитель постоянного тока, пороговый элемент, усилитель мощности, исполнительный элемент, рабочий орган (нагреватель) и цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенного стабилитрона н ключа Устройство обеспечивает регулирование температуры, позволяя производить настройку на заданные:температурные уровни (2).

Однако, так как термочувствительный элемент (термореэистор) обладает нелинейной вольт-амперной характеристикой в зависимости от температуры, то при перенастройке (серморегулятора на другие значения регулнруеьых температур точность

800969 регулирования изменяется в зависимости от крутизны вольт-амперной характеристики, а также одновременно изменяется как момент включения, так и момент отключения терморегулятора. Кроме того, в процессе работы терморегулятора genb обратной связи в зависимости от температуры коммутирует один из резисторов, включенный в плечо измерительного моста, цепи которогэ являются слаботочными. Такого рода слаботочные цепи критичны к наводкам и помехам, так как в результате этого появляются паразитные1 токи, соизмеримые с рабочими томами. Во время коммутации могут возникать подобные па разитные токи, что вызывает искажение рабочих сигналов и приводит в конечном итоге к уменьшению точности регулирования, Цель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры, содержащее первые последовательйо соединенные датчик температуры, усилитель постоянного тока и блок сравнения, к другим входам которого подключены выходы первых задатчика температуры.и блока обратной связи, а также пороговый элемент, первый вход которого под- ключен к выходу первого блока сравнения и последовательно соединенные, усилитель мощности, исполнительный элемент и регулирующий орган, введе ны элемент ИЛИ и вторые последова тельно соединенные датчик температу. ры, усилитель постоянного тока и блок сравнения, к другим входам которого подключены выходы вторых задатчика температуры и блока обратной связи, причем выход второго блока сравнения подключен ко второму входу порогового элемента, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом второго блока обратной связи, второй выход — co входом первого блока обратной связи и вторим входом эле мента ИЛИ, выходом подключенного ко входу усилителя мощности.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для регулирования температуры, содержащее первые пос ледовательно соединенные датчик 1 температуры, усилитель 2 постоянного тока и блок . 3 сравнения, к другим входам которого подключены выходы первых задатчика 4 температуры и блока 5 обратной связи, а также пороговый элемент б, первый вход которого подключен к выходу первого блока 3 .сравнения и последовательно соединенные усилитель 7 мощности, исполнительный элемент 8 и

Регулирующий орган 9,;элемейМ 10

ИЛИ и вторые последовательно соединенные датчик 11 температуры, усилитель 12 постоянного тока и блок 13 сравнения, к другим входам которого подключены выходы вторых задатчика 14 температуры и блока

15 обратной связи, причем выход второго блока 13 сравнения подключен ко второму входу порогового элемента б, первый выход которого

1© соединен с первым входом элемента

10 ИЛИ и входом второго блока 15 обратной связи, второй выход— со входом первогО блока 5 обратной связи и вторым входом элемента 10

ИЛИ, выходом подключенного ко вхо!

5 ду усилителя 7 мощности, причем блоки 5 н 15 обратной связи состоят из последовательно соединенных стабилитрона 16 н ключа 17.

Устройство работает следующим об20 разом.

Устройство включается одновременно с той электро-радиоаппаРату" рой, во.внутреннем объеме которой должно поддерживать заданные уровни р температуры. ПРичем датчик 1 настраивается на контроль верхнего значения температуры, а датчик 11 -. на контроль нижнего значения температуры, и их выходные электрические

З» сигналы пропорционально изменяются вслед за изменяющейся температурой внутри контролируемого объема.

С помощью задатчика 4 можно регулировать верхний предельный уровень температурного диапазона, а

З задатчиком 14 - его нижний предельный уровень. В пеРвоначальный момент включения аппаратура находится в холодном состоянии, а потому температура внутри контролируемого

40 объема ниже нижнего предельного уровня. На пороговый элемент б поступает сигнал только от блока 13 сравнения, по которому пороговый элемент б устанавливается в положе4 ние, когда íà его втором выходе появляется сигнал, подающий команду через элемент 10 ИЛИ, усилитель 7 мощности и исполнительный элемент

8 на отключение рабочего органа 9 °

® Одновременно с этим через блок 5 обратной связи на третий вход блока 3 сравнения подается команда о снятии запрета, подготавливая его к работе. Через блок 15 обратной связи на третий вход блока 13 подаЫ ется команда, запрещающая его закрытие после того, как температура в контролируемом объеме подключает ся выше нижнего предельного уровня, т.е. обеспечивая прохождение сигнала на второй вход порогового зле мента 6 до того момента, пока на первый вход не поступит сигнал от блока 3 сравнения.

В процессе работы электро-радио у5 аппаратуры температура внутри конт

800969 ролируемого объема начнет. увеличиваться, а вслед за ней начнет изменяться электрический сигнал на выходах датчиков 1 и 11. Изменение сигнала на выходе датчика 11 не отражается на работе устройства в

Мелом, так как блок 13 сравнения стоит на блокировке по сигналу, поступающему на его третий вход.

Это состояние поддерживается вплоть до, достижения верхнего температурного уровня, заранее настроенного с помощью задатчика 4.

Как только температура внутри контролируемого объема и пропорциональный ей электрический сигнал на выходе датчика 1, усиленный усилителем 2 постоянного тока, достигли верхнего предельного значения, блок

3 сравнения открывается, а на его выходе появляется сигнал, который поступает на первый вход порогового элемента 6. Вслед за этим на первом выходе порогового элемента 6 появляется сигнал, который поступает иа вход блока 15 обратной связи и первый вход элемента 10 ИЛИ. По этому сигналу через блок 15 обратной связи на третий вход блока 13 сравнения подается команда о снятии зап рета и блок . 13 сравнения закрывается (тем самым он вновь подготовлен к последнему открытию), сигнал на его выходе пропадает, и в соответствии с этим пропадает сигнал на втором выходе порогового элемента б ° Одновременно с этим через блок 5 обратной связи на третий вход блока 3 сравнения подается команда, запрещающая его открытие после того, как температура опустится ниже верхнего предельного уровня, т.е. обеспечивая прохождение сигнала на первый вход порогового элемента б до того момента, пока на второй его вход вновь не поступит сигнал от блока 13 сравнения. После того, как только на первом выходе порогового элемента б появился сигнзл, а на втором его выходе сигнал пропал, в соответствии с этим появился сигнал на первом входе элемента 10 ИЛИ, а на втором его входе сигнал пропал, то на выходе элемента 10 ИЛИ появляется команда, по которой через усилитель 7 мощности и исполнительный элемент 8 произойдет введение рабочего органа 9 в действие. Рабочий орган 9, начав функционировать, поникает температуру внутри контролируемого объема электро-радиоаппа, ратуры, что вызывает одновременно с этим изменение выходных сигналов на датчиках 1 и 11.

Изменение сигнала на выходе датчика 1 не отражается на работе устройства в целом, так как блок .3 сравнения стоит на блокировке пс сигналу, поступающему на его третий вход. Это состояние поддерживается вплоть до достижения нижнего температурного уровня, заранее настроенного с помощью задатчика 14. Как только температура внутри контролируемого объема и пропорциональный ей электрический сигнал на выходе датчика 11, усиленный усилителем

18 постоянного тока, достигли нижнего предельного значения, блок 13 сравнения открывается и на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй вход порогового элемента 6. Вслед эа этим на втором выходе порогового элемента 6 появля-

15 ется сигнал, который поступает на вход блока 5 обратной связи и на второй вход элемента 10 ИЛИ. По этому сигналу через блок 5 обратной связи на третий вход блока 3 срав2О нения подается команда о снятии запрета, и блок 3 сравнения закрывается, сигнал на его выходе пропадает, а в соответствии с этим пропацает сигнал на первом выходе порогового элемента б. Одновременно с

Этим через блок 15 обратной связи на третий вход блока 13 сравнения подается команда, запрещающая его закрытие, т.е. обеспечивая прохождение сигнала на вТорой вход порогового элемента 6 до того момента, пока на его первый вход вновь не поступит сигнал от блока 3 сравнения, После того, как на втором выходе порогового элемента б появляется сигнал, а на первом его выходе сигнал пропадает, в соответствии с этим появляется сигнал на втором . входе элемента 10 ИЛИ, а на первом его входе сигнал пропадает. При

40 этом на выходе элемента 10 ИЛИ: появляется команда, по которой через усилитель 7 мощности и исполнительный элемент 8 произойдет отключение рабочего органа 9. Описан4 ный процесс переключения периоди-. чески повторяется вслед за периодическими изменениями температуры в заданных пределах в контролируемом объеме. у) Изобретение позволяет повысить точность регулирования эа счет того, что введен дополнительный канал, который позволяет производить соответственно включение и отключение рабочего органа при достижении температуры в контролируемом объеме ее верхнего или нижнего предельного уровня сигналами от независимых между собой термочувствительных элементов, а также производить не40 зависимые друг от цруга задания величин этих предельных уровней

I причем погрешности, присущие каждому из каналов, не передаются из канала в канал, кроме того

Я функциональное действие цепей оба

800969

Формула изобретения

Составитель В.Крюков

Техред E. Кастелевич Корректор О. Ковинская

Редактор Е.Лушникова тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10428/64

Филиал ППП Патент ™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ратных связей направлено на удержание блоков сравнения в открытом состоянии, а не на дополнительную коммутацию, исключая тем самым внесение паразитных наводок по цепям изменения и управления терморегулятора.

При сравнении точности регулирования предлагаемого терморегулятора с устройством, собрайным," s соответствии с известным, обнаружено . увеличение точности регулирования у йредлагаемого устройства примерно на 154 s каждой из фиксированных точек наперед заданного температурного диапазона.

Повышение точности регулирования позволяет .более полно использовать тепловой режим элементов схемы контролируемого устройства.

Устройство для регулирования температуры, содержащее первые пос ледовательно:соединенные датчик температуры, усилитель постоянного тока и блок сравнения, к другим . входам которого подключены выходы

:первых задатчика температуры и бло

*a обратной связи, а также пороговый элемент, первый вход которого подключен к выходу первого блока сравнения и последовательно соединенные усилитель мощности, исполнительный элемент и регулирующий орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности устройства, в него введены элемент

ИЛИ и вторые последовательно соединенные датчик температуры, усилИтель постоянного тока и блок сравнения, к другим входам которого © подключены выходы вторых задатчика. температуры и блока обратной связи, причем выход второго блока сравнения подключен ко второму. входу порогового элемента, первый выход

1$ которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом второго блока обратной связи, второй выход - со входом первого блока обратной связи и вторым входом элемента ИЛИ, З1 выходом подключенного ко входу уси-. лителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе р Х. Халамейзер M.F. автоматические установки искусственного климата. M.„ Машиностроенйе, 1969, с. 24-28, 288, 2. Авторское свидетельство СССР

9 474797, кл. G 05 D 23/19, 1973 ,(прототип).