Регулятор температуры

 

РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий усилитель и термозависимый мост, входная диагональ которого присоединена к клеммам источника питания , одно из плеч включает в себя датчик-нагреватель, два других смежных плеча образованы термозависимым потенциометром, выход которого соединен с первым входом усилителя, отличаюшийся тем, что, с целью повыиения точности, в него введен делитель напряжения, а смежное с датчиком-нагревателем плечо моста выполнено в виде транзистора, : вход которого соединен с выход|;я 4 усилителя, а общая точка транзистора и датчика-нагревателя через делитель напряжения соединена с вторьт входом усилителя. Vl да 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О.Н ЛФПЙ

РЕСПУБЛИК (19) (11) M51) 05 D 2 19 госудм стюнный комитет сссе

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ь-.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

° °

laa

Ъю (21) 3470764/18-24 (22) 14;07.82 (46) 28.02.84. Бюл. )) 8 (72) В.A.ßõîíòîâ, A.Ä.×åðíÿäüåâ и С.И.Лассовик (53) 62.50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 769512, кл. G 05 D 23/19, 1978.

2. Вильнер Г.А. Импульсное регулирование температуры малоинерционных объектов. — "Измерительная техника", 1970, Р 12, с. 40.

3. Кейн В.М. Конструирование терморегуляторов. )и., "Советское радйо", 1971, с. 97, рис. 4,5 (прототип). (54)(57) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий усилитель и термозависимый мост, входная диагональ которого присоединена к клеммам источника питания, одно из плеу включает в себя датчик-нагреватель, два других смежных плеча образованы термозависимым потенциометром, выход которого соединен с первым входом усилителя, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен делитель напряжения, а смежное с датчиком-нагревателем плечо моста выполнено в виде транзистора, вход которого соединен с выходом усилителя, а общая точка транзистора и датчика-нагревателя через дели- I тель напряжения соединена с вторым входом усилителя.

1076880

Изобретение относится к автоматике и может применяться при регулировании температуры термостата, когда датчик температуры одновременно является нагревателем.

Известны устройства для регулирования температуры, в которых датчик одновременно является нагревателем

Е11 и 523 °

Такие устройства являются импульсными регуляторами температуры, что в некоторых случаях приводит к ограничению их применения. Особые трудности возникают гри их использовании в малогабаритной переносной аппаратуре с маломощными источни- 15 ками питания (батарейными), так как импульсные броски тока по цепи питания создают помехи другим устройст вам аппаратуры через внутреннее сопротивление источника питания. 20

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее термочувствительный мост, образованный двумя термозависимыми потенциометрами (ТЗП) с датчиками-нагревателями в противоположных плечах, при этом концы выходной диагонали моста подключены к соответствующим входам усилителя, а концы входной диагонали моста - к вь1ходам усилителя t 3 ).

Недостатком известного устройства

)является то, что подогрев осуществляется переменным током, что как и при импульсном регулировании, не всегда допустимо. Устройство характеризуется также низкой стабильностью температуры при использовании в качестве даткика-нагревателя позистора иэ-за того, что последний обладает варисторным эффектом, т.е. тем- 40 пература позистора значительно изменяется при различных амплитудах колебания. Кроме того, оно имеет низкий КПД из-за доголнительного рассеяния мок ности (помимо рассеяния 45 в усилителе,) в смежных с датчикаминагревателями плечах.

Цель изобретения — повышение точности регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор температуры, содержащий усилитель и термозависимый мост, входная диагональ которого присоединена к клеммам источника питания, одно из плеч включает в себя датчик-нагреватель, два других смежных плеча образовань| термозависимым потенциометром, выход которого соединен с первым входом усилителя, введен делитель напряжения, а смежное с датчиком-нагревателем плечо <0 моста выполнено в виде транзистора, вход которого соединен с выходом усилителя, а общая точка транзистора и датчика-нагревателя через делитель напряжения соединен с вторым входом усилителя.

На чертеже изображена схема регулятора температуры.

Регулятор температуры содержит датчик-нагреватель (поэистор J 1, ТЗП

2, усилитель 3, транзистор 4 и делитель 5 напряжения.

Два смежных плеча термозависимого моста образованы ТЗП 2, концы которого соединены с клеммами источника питания, а выход — с первым входом усилителя 3, причем конструктивно

ТЗП 2 находится за пределами термостата. Два других смежных плеча термоэависимого моста, включенные параллельно ТЗП, представляют собой последовательно соединенные датчикнагреватель 1 и транзистор 4. Общая точка датчика-нагревателя 1 и транзистора 4 соединена через делитель

5 напряжения с вторым входом усилителя 3. Вход транзистора 4 подключен к выходу усилителя 3.

Регулятор температуры работает следующим образом.

С увеличением температуры (выше

+бО С ) позистор 1, который используется в качестве датчика-нагревателя, резко увеличивает свое сопротивление.

Зто приводит к резкому уменьшению тока, протекающего через позистор 1, и выделяемой на нем мощности. При определенной температуре (температура статирования наступает тепловой баланс, т.е. состояние, когда прекращается дальнейшее говышение температуры поэистора 1 из-за недостаточности выделяемой на нем мощности, а снижению температуры позисто)ра 1 препятствует увеличение мощности иэ-за уменьшения сопротивления.

Таким образом, происходит регулирование температуры позисторного термостата.

Однако температурный коэффициент сопротивления позистора, несмотря на большую величину, не достаточен для обеспечения высокой стабильности при изменении температуры среды.

Действительно, при понижении температуры среды требуется увеличение мощности на поэисторе, что при регулировании только поэистора осушествляется уменьшением сопротивления поэистора, т.е. понижением температуры статирования.

Чтобы этого не произошло, в предлагаемом регуляторе с понижением темгературы увеличение мощности производится на счет увеличения напряжения на поэисторе 1. Увеличение мощности на позисторе 1 происходит в результате большого открытия транзистора 4, который управляется снимаемым с ТПЗ 2 напряжением, усиленным усилителем 3 таким образом, что на позисторе 2 напряжение всегда равно величине напряжения, снимаемого с

1076880

Составитель Л.Птенцова

Редактор A. Orap Техред Л.Мартяшова КорректорИ. лароши

Заказ 746/44 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

ТПЗ 2 и УМноженного на й, (N -коэффициент деления делителя 5 1.

Использование делителя 5 позволяет с большей точностью формировать на ТПЗ 2 требуемый закон регулирования, так как изменение напряжения 5 на ТПЗ в и раз меньше, чем на поэисторе. Flpa этом обеспечивается полное открытие транзистора 4 при крайней отрицательной температуре, что повышает КПД регулятора. 10

Изменение напряжения на позисторе приводит к дестабилизации его температуры из-за наличия варисторного эффекта. Поэтому изменение напряжения на ТПЗ 2 формируется с одновременным учетом изменения температуры среды н сопротивления поэистора при наличии варисторного эффекта.

При этом напряжение на выходе ТПЗ 2, а следовательно, и на позисторе 1 . изменяется в меньших пределах, чем при отсутствии варисторного эффекта, так как при увеличении напряжения на позисторе 1 уменьшается его сопротивление (при постоянной температуре), что приводит к дополнительному увеличению мощности.

Таким образом, нежелательное изменение сопротивления поэистора в результате наличия варисторного эф» фекта используется с полезной целью.

Результирующее изменение напряжения на выходе ТПЗ 2 и позисторе 1 при изменении температуры среды близ-. ко к линейному.

Регулятор позволяет обеспечить нестабильность температуры менее

О,З С беэ индивидуального подбора

ТПЗ при определении его параметров на стадии разработки. При индивиду-. альном подборе ТПЗ может быть обеспечена еще более высокая стабильность-температуры термостатироваиия.

Кроме того, предлагаемый регуля гор более экономичен по сравнению с прототипом, так как последовательно с датчиком-нагревателем установлен транзистор, а не постоянное сопротивление, что позволяет при крайней отрицательной температуре, когда мощность потребления максимальна, путем выбора коэффициента деления делителя напряжения осуще« ствить режим насыщения транзистора, что значительно снижает потери.