Регулятор скорости изменения температуры

Регулятор скорости изменения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСА ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союз Севвтских

Социалистических

Рвспублии (ii>883879 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 04.03. 80 (21) 2893356/18-,24 с присоединением заявки 84 (23) Приоритет

Опубликовано 23.1181. Бюллетень.ЙЯ 43

Дата опубликования описания 23. 11. 81

<51)М. К .

G 05 0 23/19

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 555.6 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.В. Подзолков P. Ш.A Аб беке

1 1

Г (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРЬ!

Изобретение относится к автоматическим устройствам регулирования температуры в закрытых объемах,преимущественно в термокамерах, и предназначено для использования в испыта- тельной технике и в системах управления технологическими процессами.

Известны цифровые регуляторы скорости изменения температуры, которые используются в.составе программных регуляторов. Такие регуляторы.обладают высокой точностью (1f!

Недостатком известных регуляторов является необходимость постоянной .установки начальных условий при переходе с одного температурного режима на другой.

Наиболее близким к предлагаемому по технической. сущности является регулятор, содержащий задающий генератор, цифровые делители частоты, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, сравнивающее устройство и схему управления (23 .

Однако в известном устройстве регулирование скорости изменения температуры можно производить только QT одного и того же значения температуры, которое устанавливается переключателем возврата. Для автономного ЗО

2 регулятора скорости необходимо, чтобы регулирование производилось не от заранее заданного значения, а от имеющегося значения температуры в регулируемом объеме. В цифровых регуляторах могут иметь место сбои в работе, что приводит к нарушению всего технологического процесса.

Цель.изобретения - расширение области применения цифровых.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор скорости изменения температуры содержит датчик температуры, последовательно соединенные первый задающий генератор импульсов и цифровой делитель частоты, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, элемент сравнения и блок управления, причем второй вход элемента сравнения подключен к. выходу датчика температуры, а также компарЬтор с зоной нечувствительности и последовательно соединенные второй задающий генератор импульсов и блок переключения, второй вход которого подключен к выходу цифрового делителя частоты, а выходко входу реверсивного счетчика,причем входы компаратора соединены со

883879 входами элемента сравнения, а выход с третьим входом блока переключения.

Кроме того, блок переключения содержит элемент НЕ и элемент 2И-ИЛИ,выход которого соединен с выходом блока переключения, первые входы — с первым и вторым входами блока переключения, а вторые входы — с выходом и входом элемента НЕ, вход которого соединен с третьим входом блока пе реключения.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 гистерезисная кривая.

Регулятор содержит последовательно соединенные первый задающий генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, один из выходов которого через переключатель подключен ко второ лу входу блока 3 переключения, подсоединенной через переключатель к реверсивному счетчику 4, выходы которого подключены к соответствующим входам цифро-аналогового преобразователя 5, который подсоединен к одному из входов элемента 6 сравнения и компаратора 7 с зоной нечувствительности. Другие входы элемента 6 сравнения и компаратора 7 подключены к шине поступления сигнала с датчика 8, а выходы, соответственно, к блоку 9 управления и к исполнительному органу и к третьему входу блока переключения, первый вход которого подсоединен к выходу второго задающего генератора 10 импульсов. Блок переключения содержит логические элементы 2И-ИЛИ 11 и НЕ 12. Первый и второй входы блока 3 переключения одновременно являются первыми входами логического элемента 2И-RJIH 11, вторые входы которого соединены со входом и выходом логического эле мента НЕ 12 и является третьи л входом блока переключения. Выход логического элемента 11 является однозременно выходом блока 3 переключения. Блок 3 связан с блоками 2 и 4 ,через переключатели 13 и 14.

Регулятор работает следующим образом.

Сигнал стабильной частоты с первого задающего генератора 1 поступает на вход делителя 2, имеющего семь выходов для формирования различных скоростей изменения температуры. Переключение на нужную скорость осуществляется с помощью переключателя 13, с выхода которого сигнал поступает на блок 3 переключения, а с его выхода - на переключатель 2, с помощью которого изменяется направление счета реверсивного счетчика 4. С выхода реверсивного счетчика двоичный код поступает на соответствующие входы цифро-аналогового преобразователя 5, на выходе которого формируется линейно изменяющееся напряжение, соответствующее, заданной скорости изменения температуры. С выхода цифро-аналогового преобразователя сигнал поступает на один вход элемента 6 сравнения, на другой вход которой поступает сигнал с датчика 8. На выходе элемента

6 сравнения формируется уровень на,пряжения, соответствующий разности сигналов датчика и цифро-аналогового преобразователя. Это напряжение подал0 ется на блок 9 управления нагревателем или холодильным агрегатом в зависимости от типа температурной камеры и способа регулирования температуры в ней. С выхода схемы управления сигнал поступает на исполнительный ор15 ган, в частности, на нагреватель.

Кроме того, сигналы с датчика и цифро-аналогового преобразователя ноступают на вход компаратора 7.

Если абсолютная величина разности

20 входных сигналов не превышает критического значения d,Ою .„, то на выходе компаратора присутствует логическая единица. При Д О, у ЬО „. компаратор переходит в состоянйе логического нуля и находится в нем до тех пор, пока Ь О „ не станет равным нулю, т.е. пока сигналы с датчика и цифро-аналогового преобразователя не уравняются (фиг.2).

Таким образом, настроив компаратор на величину а U „.„, больше величины возможных колебаний температуры в камере, можно добиться исключения егО влияния на процесс регулирования скорости изменения температуры.

При включении регулятора, когда реверсивный счетчик находится в произвольном состоянии, и следовательно, ЬU „ ìîæôò иметь значение больше Оз1.„p °, срабатывает компаратор и

40 переключает выход схемы переключения от цифрового делителя на выход второго задающего генератора 10. В результате этого происходит быстрый пересчет. реверсивного счетчика до

45 тех пор, пока и U<>. не станет равным нулю, т.е. пока на выходе цифроаналогового преобразователя не установится сигнал, соответствующий температуре,в камере в данный момент времени. Компаратор установится B состояние логической единицы и подключит выход схемы переключения к выходу цифрового делителя, выходной сигнал цифро-аналогового преобразователя начнет изменяться с заданной

55 скоростью, что соответствует нормальной работе регулятора.

Аналогично работает компаратор.при появлении сбоев в работе регулятора, превышающих Ь О „,„ . Ошибка регулирования автоматически компенсируется, что повышает надежность работы регу лятора.

Максимальная погрешность установки начального условйя и компенсации сбоев определяется величиной зоны, 883879 т, е. Ь U bx wp . Величина 6 Usx . p устанавливается немногим более величины предельно допустимых колебаний температуры в камере, а следовательно, и h U>„. является допустимой погрешностью для данной камеры. Если допустимые колебания температуры в камере стремятся к нулю, то и А 0 „.„„ стремится к нулю. Вероятность появления ошибки равной h U „ „ очень мал а.

В диапазоне регулируемых темпера-, тур 0 600 С вероятность появления погрешности равной Д 06х <р при регулировании скорости изменения температуры через 1 составит P = 0,0017.

Введение в состав регулятора скорости изменения температуры компаратора, с зоной нечувствительности второго задающего генератора импульсов и блока переключения выгодно отличает предлагаемый регулятор скорости из- 20 менения температуры от известного, так как расширяется область применения регулятора, который может быть использован не только в составе программного регулятора, но и автономно без оперативного вмешательства в процесс регулирования. Повышение надежности позволяет избежать сбоев в процессе работы регулятора, что особенно важно при его использовании в камерах, предназначенных для климатических испытаний различных изделий. Сбои в работе регулятора могут. привести к тепловому удару, что недопустимо для ряда испытуемых изделий. формула изобретения

1. Регулятор скорости изменения температуры, содержащий датчик температуры, последовательно соединенные первый задающий генератор импульсов и цифровой делитель частоты, а,также последовательно соединенные реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, элемент сравнения, и блок управления, причем второй вход элемента сравнения подключен к выходу датчика температуры, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он содержит компаратор с зоной нечувствительности и последовательно соединенные второй задающий генератор импульсов и блок переключения, второй вход которого подключен к выходу цифрового делителя частоты, а выход - ко входу реверсивного счетчика, причем входы компаратора соединены со входами элемента сравнения, а выход — с третьим входом блока переключения.

2. Регулятор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что блок переключения содержит элемент НЕ и элемент 2И-ИЛИ, выход которого соединен с выходом блока переключения, первые входы — с первым и вторым входами блока переключения, а вторые входыс выходом и входом элемента НЕ, вход . которого соединен с третьим входом блока переключения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CLIA 9 3321608, кл. G 05 D 23/19, 1971.

2. "Приборы для научных исследований". 1972, Р 7, с. 56-58 (прототип).

883879

Составитель Л. Птенцова

Редактор Н. Рогулич Техред М.Рейвес.; . Корректор Н. Швыдкая

Эакаэ 10230/72 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и откритий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4