Терморегулятор

Терморегулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11960764 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-????(51) ??. ????. (22) ????????????????03 ?? 02. 81 (21) 3243874>

G 05 D 23/24 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР . по делам изобретений и открытий (33) УДК 621.555.6 (088. 8) Опубликовано 230982. Бюллетень Но 35

Дата опубликования описания 23.09.82 (54) ТЕРМОРЕГУЛЯТОР

Устройство отн осит ся к автоматике, приборостроению и может быть использовано для высококачественного терморегулирования и термостатирова«5 ния различных объектов, преимущественно небольших габаритов (например, подложки интегральных схем, отдельные элементы радиоэлектронных схем, кварцевые резонаторы, линии задержки, холодные спаи термопар и т.п.) .

Известны терморегулятор)ы, в которых функции датчика температуры и нагревателя выполняются одним элементом, чаще всего транзистором (1) и (2). 15

Недостатком их являются сложность схемы управления и узкий диапазон терморегулирования (транзисторы не работоспособны при низких (менее

-60 С) и высоких (более +150 С) температурах) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является терморегулятор, содержащий полупроводниковый прибор (транзистор) в качестве термодатчика-нагревателя и стабилизированные источники питания.

Этот терморегулятор обеспечивает вы-. сокую точность поддержания температу- ЗО ры, если параметры источников питания неизменны (3).

Недостатками устройства являются. ограниченный температурный диапазон работоспособности, сложность схемы (два источника питания) и дополнительная нестабильность установившейся Tåìïåðàòóðû (температура зависит от выходных параметров обоих источников) ° Кроме того, терморегулятор обладает малым КПД, так как питается от двух стабилизйрованных источников, причем стабилизатор с непрерывным регулированием тока коллекторной цепи обладает значительно меньшим

КПД, чем широко используеьые стабилизаторы напряжения. к

Целью изобретения является расширение области применения и упрощение регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в терморегуляторе", содержащем включенные последовательно полупроводниковый датчик температуры — нагреватель и стабилизированный источник питания, датчик температуры - нагреватель выполнен на стабилитроне с положительным температурным коэффициентом напряжения (ТКН), причем ста960764 д

Фиг. Г

ВНИИПИ Заказ 7278/56 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 билизированный источник питания выполнен в виде генератора напряжения.

На фиг. 1 показана схема терморегулятора; на фиг. 2 — график вольтамперной характеристики стабилитрона ,для двух значений температуры Т и Т> 5, причем Т ) Т„ (положительный ТКН).

Регулятор содержит стабилитрон 1, являющийся датчиком-нагревателем и имеющий хорсший тепловой контакт с уерморегулируемям объектом 2, и сое- 30 диненный с стабилизированным источником 3 питания (напряжения) ° На схе,ме условно изображено динамическое сопротивление стабилизатора г„.

Терморегулятор работает следующим l5 образом.

В зависимости .от требуемой температуры объекта устанавливают стабилизированное напряжение U на выходе источника 3 (допустим, необходима тем- З1 пература Т„) . Значение тока через стабилитрой 1 при этом будет равным

Э,, а выделяеМФя, HocTb Р„= U"3.

При изменении окруифющей температуры (например,:: ее, повьзяении) начнет из- Z5 меняться и .температура кристалла стабилитрон а 1 и тока через него. Причем благодаря малев фиМамическому сопротивлению даже,невначмтельные изменения темцературы стабилитрона 1 вызывают существенные изменения тока, направленные при положительном TKH стабилитрона 1 на подцержание. темперасуры на неизменном уровне. Так, при" увеличении температуры от Т„ до Т 1 ток уменьшается до уровня Э1, что

З5 приводит к уменьшению выделяемой стабилитроном 1 мощности Р = Л 1 U, т.е. к стабилизации температуры объекта.

Благодаря тому, что TKH стабилит- 40 ронов постоянен в широком диапазоне температур и мало отличается по величине от образца к образцу, существенно упрощается процедура установки и контроля температуры.

Физические основы работы стабилитрона (он работает на основных носителях) гарантируют работу кристалла в широком температурном диапазоне (теоретически от абсолютного О K до необратимого теплового разрушения прибора, т.е. по крайней мере 600-700 K для серийно выпускаемых кремниевых стабилитронов).

Наличие всего лишь одного стабилизированного источника питания, причем широко распространенного стабилизатора напряжения, обеспечивает повышенный КПД и простоту устройства при высоких метрологических характеристиках терморегулятора, даже при использовании в качестве термодатчиков-нагревателей серийно выпускаеьих стабилитронов.

Формула- изобретения

Терморегулятор, содержащий включенные последовательно полупроводниковый датчик температуры - нагреватель и стабилизированный источник питания, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения и упрощения терморегулятора, полупроводниковый датчик температурынагреватель выполнен на стабилитроне с положительным температурным коэффициентом напряжения, причем стабилизированный источник питания вы полнен в виде генератора напряжения.

Источники информации, 1принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

Р 699500, кл. G D 23/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР 9 622066, кл. G D 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

9 631894, кл. G 05 D 23/19, 1973 (прототип) .