Устройство для регулирования температуры

Устройство для регулирования температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саеетсиик

Социалистических

Реснубпик

< >9!8938 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 22Л8.80 (21) 2976972/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

G 05 0 23/19

Ркуааравевы5 комитет.СС С Р ао девам извбрвтеввй и открытий (23) Приоритет " (53) УД К621. 5у ..6(088.8) Опубликовано 07.04. 82. Бюллетень М13

Дата опубликовайия описания 07.04.82 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕИПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к автомати" ческому регулированию температуры, в частности к регуляторам температу- ры .термостатов для элементов РЭА, и может быть исгюльзовано в радиотехS нике, технике связи, медицине, мик-. робиологии и приборах для научных исследований.

Известны регуляторы температуры, то содержащие чувствительный элемент, задания, усилительно-преобразующее устройство, регулирующий и исполнительный элементы (1).

Однако такие регуляторы обеспечи33 вают изменение величины тока через. исполнительный элемент в зависимости от величины разности между напряжением, вырабатываемым чувствительным элементом, и напряжением, снимаемым с элемента задания. При этом макси-. мальное значение тока через исгюл" нительный элемент может значительно . превышать номинальное значение.

Известно устройство с выключателем для защиты от перегрузки транзисторного. коммутирующего усилителя с двумя коммутационными состояниями.

Устройство содержит схему сравнения, на которую подают соответствующий величине тока коммутации потенциал и потенциал, получаемый на отдельном делителе напряжения, спусковую схему, схему И и звено задержки Z. Выключатель устройства работает дискретно - в нормальном режиме закрыт, а при максимальном значении тока коммутации запирается 12).

Недостатком этого устройства является то, что оно полност ью запирает коммутирующий элемент, т.е. не обладает свойством ограничения тока через него на определенном, заранее заданном уровне.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тер" морегулятор, содержащий усилитель мощности и подключенный к его выходу исполнительный элемент - нагреватель (3$.

Недостатком известного регулятора является то, что он не обеспечивает защиту исполнительного элемента Qt перегрузки. Например, при применении источников, напряжение которых превы" шает напряжение исполнительного элемента, в момент включения устройства и при отработке переходных процессов при больших возмущениях ток, через исполнительный элемент может значительно превышать номинальное значейие. При этом уменьшается надежность исполнительного элемента, а при применении в качестве исполнительного элемента термоэлектрических батарей увеличивается время переходного процесса по причине выхода режима ра" боты термобатареи из области оптимальных значений, Цель изобретения - повышение его надежности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее включен" ные последовательно термочувствитель" ный мост-, основной операционный усилитель, усилитель мощности и исполнительный элемент, например термоэлектрическую батарею, а также первый источник питания, подключенный к входной диагонали термочувствитель" ного моста, и второй источник пита"ния;.соединенный с цепями питания основного операционного усилителя, усилителя мощности и исполнительного элемента, содержит включенные последовательно дополнительный операционный усилитель, один из входов которого подкпючен к задающему делителю, и усилитель .тока, выходом связанный с вторым входом усилителя. мощности, второй вход дополнительного операционного усилителя подкпючен к выходу усилителя мощности, а цепи питания его и усилителя тока подключены к второму источнику питания.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит термочувстви" тельный мост 1, датчик 2 температуры, первый- источник 3 питания, основной операционный усилитель 4, усилитель

5 мощности, исполнительный элемент 6, например термоэлектрическую батарею, второй источник 7 питания, дополнительный операционный усилитель 8, ре4 гулируемый делитель 9 напряжения, усилитель 10 тока и суммирующий резистор 11.

Входная диагональ термочувстви" тельного моста 1, в одно из плеч которой включен датчик 2 температуры, подключена к первому источнику 3 питания, а выходная диагональ - к входам основного операционного ycuto лителя 4. К выходу основного операционного усилителя 4 подключен вход усипителя 5 мощности, выход которого через исполнительный элемент 6 подключен к второму источнику 7 питания. и К точке соединения усилителя 5 мощности и исполнительного элемента 6 подключен первый вход дополнительно-. го .операционного усилителя 8, второй вход которого подключен к отводу рр регулируемого делителя 9 напряжения.

Выход дополнительного операционного усилителя 8 через усилитель 10 тока подключен к суммирующему резистору

11, включенному последовательно с

25 источником сигнала (выходом операци" онного усилителя 4) в входной цепи усилителя 5 мощности на общую шину устройства.

Устройство для регулирования темзв пературы работает следующим образом.

При включении начальный разбаланс термочувствительного моста 1 очень велик, операционный усилитель 4 и усилитель 5 мощности находятся в насыщении и ток через исполнительный элемент 6 равен 3q, =дчтах. = в-= —

Uun .

К нэ.

При этом величина тока через исполнительный элемент 6 может в несколько раз превышать его оптимальное значение.

Однако, ток через исполнительный элемент 6 не достигает своего максимального значения, так как сигнал, пропорциональный напряжению на исполнительном элементе 6, сравнивается с заранее заданным напряжением на регулируемом делителе 9 напряжения при помощи дополнительного операционного усилителя 8 и, в случае

5в положительной разности напряжений, операционный усилитель 8 открывается.

Токовый выходной сигнал операционного усилителя 8, усиленный усилителем 10 тока, подается на суммирующий

55 резистор 11. При этом падение напряжения на резисторе 11 увеличивается и входной ток усилителя 5 мощности уменьшается. Соответственно уменьша5 9!8938 ется и выходной ток усилителя 5 мощности до величины, заранее заданной регулируемым делителем 9 напряжения. пе

Таким обра "oM ток через исполни- s тельный элемент 6 не может превысить установленного при регулировке yc1 ройства значения.

Устройство для регулирования тем-пературы аналогично работает. и в дм- 10 намических режимах, т.е. при отработке резких возмущений;,При этом nepe", ходные процессы отрабатываются устройством за более короткое время.

В установившемся режиме работы.

-устройства разность напряжений иа входе операционного усилителя 8 от.рицательна, операционный усилитель. 8 закрыт и токовый выходной сигнал. операционного усилителя 8 равен нулю. zo

При этом устройство работает в режиме пропорциойального регулирования, Применение изобретения позволяет защитить исполнительный .элемент от : 25 . перегрузки, повысить надежность его работы, сократить время переходногёпроцесса при .применении в.качестве исгюлнительного элемента термоэлек трических батарей без существейного- зо усложнения устройства, создает возможность питания низковольтного ис-: ,. полнительного элемента от источйика; напряжение которого может в:несколько раз превышать напряжение исполнитель.- з ного элемента без применения дополнительных гасящих резисторов. формула изобретения

Устройство для регулирования темратуры, содержащее включенные последовательно термочувствительный мост, основной операционный усилитель, усилитель мощности и исполнительный элемент„ например термоэлектрическая батарея, а также первый источник питания, подключенный к входной диагонали термочувствительного моста, и второй источник питания, соединенный с цепями питания основного операцион" ного усилителя, усилителя мощности и исполнительного элемента, о т л ич а e щ е.е с я тем, что, с целью повышения йадежности и быстродействия устройства, оно содержит. включенные последовательно дополнительный .опера" ционный усилитель, один из входов которого подключен к задающему делите-. лю, и усилитель тока, выходом связанный с вторым входом усилителя мощности., второй вход дополнительного операционного усилителя подключен к выходу усилителя мощности, а цепи литания его и усилителя тока подклю" чены к второму исТочнику питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I, Венгеровский Л.В. и др. Системы термостатирования в радиоэлектронике. Л., энергия", 1969, с-7.

2. Патент ФРГ N 2441316, кл. G 05 F 1/98 опублик. 1976.

3. Авторское свидетельство CCCP

8 474797, кл. 6 05 D 23/19, 1975 (прототип).

918938

Составитель А.Зарубин

Редактор Н.Джуган Техред З.фанта Корректор A.Äçÿòêî

Заказ 214t/32 Тираж 908 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений-и открытий

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