Термостатирующее устройство

 

ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее подключенный к входу регулятора датчик температуры с размещенным на нем нагревателем и каскадную термобатарею, первый вывод которой подключен к первому выводу источника питания непосредственно, второй вывод - к второму и третьему выводам источника питания соответственно через первый и второй транзисторы усилителя мощности регулятора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем нагреватель подключен параллельно соответствующему транзистору усилителя мощности регулятора. (Л О) 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК! (19) (1) М50 G 05 D 23 19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPG3EOMY СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3424536/18-24 (22) 16 04.82 (46) 23.01.84.. Бюл. 9 3 (72) А.А.Петренко, В.А.Беспоясный и A.È.Båðåöàãèí (53) 621.555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 582504, кл. G 05 D 23/24, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 682885, кл. G 05 D 23/30, 1977 (прототип). (54) (57) ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее подключенный к входу регулятора датчик температуры с размещенным на нем нагревателем и каскадную термобатарею, первый вывод которой подключен к первому выводу источника питания непосредственно, второй вывод — к второму и третьему выводам источника питания соответственно через первый и второй транзисторы усилителя мощности регулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем нагреватель подключен параллельно соответствующему транзистору усилителя мощности регулятора.

10á8907

Изобретение относится к термоэлектричеству и может быть использовано при .создании термостатов, применяемых в различных отраслях народного. хозяйства..

Известен термостат, содержащий датчик температуры, соединенный с регулятором нагреватель, охладитель в виде, каскадной термобатареи, переключатель, диодный мост и источник питания С11.

Недостатком устройства является наличие статической ошибки при изменении температуры окружающей среды в широких пределах, так как в термостате возникает температурный увод из- 15 за различия тепловых связей датчика и объекта .с окружающей средой °

Наиболее близким техническим решением к изобретению является термоэлектрический термостат, B.êoroðoì для уменьшения статической ошибки используется дополнительная термобатарея, расположенная вблизи датчика темгмратуры С2 1.

Однако в широком диапазоне температур нелинейность характеристики холодопроизводительности термобатареи становится значительной и в термоста.те в связи с этим включен блок коррекции и регулирующий элемент, управляющий дополнительной (компенсациоНной) батареей, что усложняет известное устройство С21.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что .в термостатирующем устройстве, . содержащем подключенный к входу регулятора датчик температуры с размещенным на нем нагревателем и каскадную термобатарею, первый вывод которой 40 подключен к первому выводу источника питания непосредственно, второй вы. вод — к второму и третьему выводам источника питания соответственно через первый и второй транзисторы уси- 45 лителя мощности регулятора, нагреватель подключен параллельно соответствующему транзистору усилителя мощности регулятора.

Включение дополнительного нагре- 50 вателя вызывает незначительное.охлаждение объекта термостатирования из-за подогрева датчика, которое необходимо устранить задатчиком температуры.

На фиг.1 представлена электрическая функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — график зависимости изменения мощности нагре60 вателя от температуры окружающей ареУстройство содержит регулятор 1 температуры, термостатируемую камеру

2, датчик 3 температуры, компенсационный нагреватель 4, каскадную термо 5 батарею 5, источник б питания, тран- зисторы 7 и 8 и усилитель 9 мощности.

Принцип компенсации статической ошибки в термостате с регулятором, работающим в реверсивном режиме с помощью дополнительного нагревателя (поскольку в настоящее время компенсация ошибки в таких термостатах производится с помощью термобатареи, работающей также в реверсивном режиме), заключается в следующем.

На фиг.2 представлена зависимость " изменения мощности нагревателя (компенсационного) Р„ от температуры окружающей среды +су для случаев, когда датчик чувствует температуру среды лучше, чем объект термостати;рования, о, и 8 †. для случая, когда объект термостатирования чувствует температуру среды лучше, чем датчик;

Т, — температура окружающей среды, близкая к температуре статирования;

Р, - мощность нагревателя при температуре среды, равной Т .

В случае, если при изменении температуры окружающей среды температура объекта термостатирования изменяется в ту же сторону, что и температура среды, то для возвращения температуры термостатирования к заданному значению на Датчике температуры необходимо изменить мощность Рц прямо пропорционально изменению температуры окружающей среды независимо от,работы термобатареи (нагрев или .охлаждение) . При этом мощность Р может прини."лать значение большее либо меньшее значения Р„ (фиг.2, кривая

8). В случае., когда изменение температуры окружающей среды вызывает изменение температуры объекта термостатирования в противоположную сторону, необходимо мощность Р„„ изменять обратно пропорционально изменению температуры среды (фиг.2, кривая a)

Указанный режим работы нагревателя осуществляется подключением его между выходом регулятора и одним из полюсов источника питания в зависимости от знака изменения температуры термостатирования, т.е. знака статической ошибки.

Мощность Р выбирается исходя из условий компенсации температурного увода (ошибки ) объекта термостатирования в крайних точках значения температуры окружающей среды.

Устройство работает следующим об.разом.

Сигнал с датчика 3 температуры поступает на регулятор 1, входом которого является мостовая схема. В зависимости от изменения температуры окружающей среды ар " о или (P> изменяется знак и величина раэбаланса моста и регулятор подает на термобатарею соответствующее

1068907

ВНИИПИ Заказ 11472/43 . Тираж 84 б Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4 по полярности и величине напряжение, которое охлаждением или нагреванием поддерживает температуру статирования.

Если температура статирования уходит от заданного значения > в сто- 5 рону, противоположную от направления изменения температуры среды, (например с повышением ср. температура статирования становится ниже Т ), то нагреватель;.. необходимо включить, 10 как показано на фиг.1. Если темпе. ратура статирования понижается при повышении темцературы окружающей среды, то в этом случае, чтобы регулятор через батарэю подогрел и устра-. .нил ошибку, необходимо охладить датчик или уменьшить искусственно введенный регулируемый подогрев датчика с помощью нагревателя; т.е. с повышением температуры t необходимо уменьшить мощность нагревателя 4 или обеспечить обратно пропорциональную зависимость мощности подогрева от повышения понижения ) температуры среды Фс 3

Обеспечение.:такой зависимости осуществляется следующим образом.

Если температура среды наиболее низкая, то в этом случае открыт полностью транзистор нижнего плеча и напряжение на нагревателе наибольшее. Повышается теМпература среды, закрывается нижнее плечо, уменьшается ток в батарее, работающей на на грев и уменьшаются. напряжение и мощность. нагревателя. Температура среды 35 равна температуре статирования

tej "- 7 7задатчик моста настроен на ) - дФ )., нижнее. плечо закрыто, верхйее плечо приоткрыто, термобатарея работает на охлаждение небольшим током, компенсируя подогрев датчика напряжением, равным напряжению на транзисторе верхнего плеча.

При дальнейшем повышении температуры до максимальной открывается верхнее плечо, батарея работает на охлаждение наибольшим током, напряжение на дополнительном нагревателе и мощность максимальны. Таким образом, во всем. диапазоне изменения температуры окружающей среды в любую сторону B нагревателе 4 мощность изменяется обратно пропорционально температуре.

Для того, чтобы мощность в дополнительном нагревателе изменялась пря» мо пропорциойально изменению температуры окружающей среды, достаточно включить его между точками Б и В фиг.1).

Мощность обмотхи дополнительного нагрейателя приближенно определяется таким же образом, как в подогревных теряостатах и уточняется в процессе испытаний.

Для обеспечения нормальной работы регулятора и исключения неуправляемого тока через термобатарею сопротивление дополнительного нагревателя должно быть значительно больше .сопротивления термобатареи.

Применение изобретения позволяет повысить точность термостатирования в широком диапазоне температур окружающей среды, упростить конструкцию по сравнению с термостатами с дополнительной (компенсационной ) термобатареей и, следовательно, повысить надежность устройства.