Терморегулятор

 

ТЕРМОРЕГУЛЯТОР, содержащий усилитель напряжения, к выходу которого подключены усилители мощности с исполнительными элементагш нагрева и охлаждения, цифровой программатор , датчик температуры, включенный в первое плечо измерительного моста , к измерительной диагонали которого подключен вход усилителя напряжения , задатчик, включенный в противоположное плечо измерительного моста и выполненный в виде двух последовательно соединенных резисторов , между точкой соединения которых и вершиной питающей диагонали моста через замыкающие контакты ключей , управляющие входы которых связаны с, выходом цифрового программатора , включены тетрады двоично-взвешенных резисторов, соответствующие десятым долям, единицам, десяткам и сотням градусов, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в сторону отрицательных температур, в терморегулятор введены дополнитель,ные три резистора, три ключа, а также дешифратор , причем первый и второй дополнительные резисторы включены последовательно между первым резистором § задатчика и вершиной питаквдей диагонали моста и каждый из них зашун (Л тирован размыкающими контактами первого и второго дополнительных ключей, третий дополнительный резистор через зииыкающие контакты третьего дополнительного ключа включен параллельно второму резистору задатчика , связанному с вершиной измери тельной диагонали моста, а управляющие входы дополнительных ключей связаны с выходом сотен градусов цифрового программатора через дешифра00 тор. со Oi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

М59 0 05 D 23 24

/ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3508270/24-24 (22) 29.10 ° 82 (46) 15.10.84. Вюл. Р 38 (72) И).В.Подгорный и В.С.Барабаш (53) 621.555.6 (088.8) (56) 1. М. Еечап4.owski, S.Randzio, А precision tempera ture controller", -Journal of physics and Scientific

InstruIaents, 1977, September, ч, 10, 9 9, р. 903-905.

2. Florescu N. Рrescrlerea in cool

binar-Zecimal à echilibru lui unel

punti de masurare саге are conestatd

Intr-un brot termorezistenta Pt-f00, "МеСго1. ар1", v. XUII, 1980, 27, 91

22-26 (IIDOTOTHII) (54 )(57 ) ТЕРМОРЕГУЛЯТОР, содержащий усилитель напряжения, к выходу которого подключены усилители мощности с исполнительными элементами нагрева и охлаждения, цифровой программатор, датчик температуры, включенный в первое плечо измерительного моста, к измерительной диагонали которого подключен вход усилителя напряжения, эадатчик, включенный в противоположное плечо измерительного моста и выполненный в виде двух последовательно соединенных резисторов, между точкой соединения котоl

А

SU рых и вершиной питающей диагонали моста через замыкающие контакты клю. чей, управляющие входы которых свя. заны с выходом цифрового программа.тора, включены тетрады двоично-взвешенных резисторов, соответствующие десятым долям, единицам, десяткам и сотням градусов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования s сторону отрицательных температур, в терморегулятор введены дополнительные .три резистора, три ключа, а также дешифратор, причем первый и второй дополнительные резисторы включены последовательно между первым резистором задатчика и вершиной питающей диагонали моста и каждый из них зашунтирован размыкающими контактами первого и второго дополнительных ключей, третий дополнительный резис. тор через замыкающие контакты третьего дополнительного ключа включен параллельно второму резистору эадатчика, связанному с вершиной измерительной диагонали моста, а управляющие входы дополнительных ключей связаны с выходом сотен градусов цифрового программатора через дешифратор.

1118976

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры, в частности к прецизионным регуляторам температуры, входящим в системы термостатирования измерительных ячеек приборов, предназначенных для массовых определений диэлектрических характеристик диэлектриков.

Известен терморегулятор, содержащий мост Уинстона переменного тока, подключенный к входу усилителя напряжения, к выходу которого подключены соединенные последовательно формирователь закона регулирования и усилитель мощности. Датчиком температуры служит платиновый термопреобразователь сопротивления, включенный в одно из плеч моста по трехпроводной схеме. В .другое плечо моста включен трехразрядный декадный эадатчик температуры, который обеспечивает задание температуры в диапазоне от -200 до +50РОС с дискретностью 1 С. Терморегулятор обеспечио вает стабилизацию одной температуры, разности температур и программное изменение температуры с использованием внешнего программатора (прецизионного переменного резистора с электромеханическим приводом ) $1) .

Недостатком известного терморегулятора является необходимость применения для программного изменения температуры внешнего электромеханического программатора с специальной статической характеристикой.

Наиболее близким к предлагаемому является терморегулятор, содержащий мост Уинстона с платиновым-термопреобраэователем сопротивления, усилитель напряжения, усилитель мощности с исполнительным элементом нагрева и программатор. Задатчиком температуры служат два последовательно соединенных резистора, включенных в противоположное датчику плечо моста, между точкой соединения которых и вершиной питающей диагонали моста через .замыкающие контакты ключей, управляющие входы, которых связаны с выходом программатора, включены тетрады двоично-взвешенных резисторов. Номинали резисторов измерительного моста рассчитаны таким образом, что их коммутация осуществляется непосредственно в двоично-десятичном коде, поступающем с выхода программатора, что существенно упрощает схему задатчика и повышает его надежность.

Это обстоятельство выгодно отливает терморегулятор от вышеописанного.

Терморегулятор обеспечивает стабилизацию температуры от 0 до +500 С. о

Недостатком данного терморегулятора является отсутствие возможности задания и регулирования отрицательных температур по Цельсию

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования в сторону отрицательных температур по Цельсию при одновременной простоте устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в терморегулятор, содержащий усилитель напряжения, к выходу которого подключены усилители мощности с исполнительными элементами наrpesa и охлаждения, цифровой программатор, датчик температуры, включенный в первое плечо измерительного моста, к измерительной диагонали которого подключен вход усилителя напряжения, задатчик, включенный в противоположное плечо измерительного моста и выполненный в виде двух последовательно соединенных резисторов, между точкой соединения которых и вершиной питающей диагонали моста через замыкающие контакты ключей, управляющие входы которых связаны с выходом цифрового программатора, включены тетрады двоично-взвешенных резисторов, соответствующие десятым долям, единицам, десяткам и сотням градусов, дополнительно введены три резистора, три ключа и дешифратор, причем первый и второй дополнительные резисторы включены последовательно между первым резистором задатчика и вершиной питающей диагонали моста и кажднй из них зашунтирован размыкакв ими контактами первого и второго дополнительных

M ключей, третий дополнительный резистор через замыкающие контакты третьего дополнительного ключа .включен параллельно второму резистору эадатчика, связанному с вершиной иэмери4О тельной диагонали моста, а управляющие входы дополнительных ключей связаны с выходом сотен градусов цифрового .программатора через дешифратор.

45 .С целью повышения точности задайия температуры при высоких температурах 300-500 С отношение сопротивлений первого резистора эадатчика к второму выбрано равным 20,5, при этом погрешность задания при низких температурах (0-300 С) увеличивается незначительно (не более

0,2 С), I

Выполненный по данной схеме терморегулятор обеспечивает расширение диапазона задания и регулирования в сторону отрицательных температур (по Цельсии), что значительно увеличивает функциональные возможности

60 терморегулятора. При этом обеспечивается высокая точность задания температуры и сохраняется оригинальная схема управления ключами непосредственно в двоично-десятичном коде, что существенно упрощает схему и .

1118976 конструкцию по сравнению с традицион. ными решениями.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Терморегулятор содержит усилитель 1 напряжения, усилители 2 и 3 . 5 мощности, исполнительный элемент 4 нагрева, исполнительный элемент 5 охлаждения, цифровой программатор 6, дешифратор 7, датчик 8 температуры, резистор моста 9 - 11, дополнитель- 10 ные резисторы 12 - 14, задатчик на резисторах 15 и 16, ключи 17 -17 6, двоично-взвешенные резисторы тетрад 181-18„, дополнительные ключи 19 — 21.. 15

Терморегулятор работает следующим образом.

В исходном состоянии (температура в термостате равна 0 С, Яо = 46 Ом), все ключи выключены. .20

При изменении температуры в термостате (вследствие изменений окружающей температуры, колебаний напряжения сети и т.д.) сопротивление датчика 8 изменяется, баланс моста . нарушается .и на выходе усилителя 1 .напряжения появляется сигнал, который в зависимости от полярности сигнала разбаланса включает или усилитель 2 мощности с исполнительным элементом 1 нагрева, или усилитель 3 мощности с исполнительным элемен-. том 5 охлаждения. В результате температура в термостате восстанавливается и в дальнейшем процесс перио- 35 дически повторяется.

При включении одного или нескольких ключей из 17 -17<6 (в зависимости от заданной температуры) параллельно резистору 15 включаются соот- 4п ветствуищие резисторы (из 18 -18 6) уменьшая сопротивление задатчика; В результате на входе усилителя появляется напряжение разбаланса, включающее усилитель 2 мощности и нагреватель 4. Температура в термостате повышается, сопротивление датчика 8 увеличивается и при некотором его значении баланс моста восстанавливается.

Задание сотен градусов в диапазоне от 0 до -200 С осуществляется с о помощью кличей 20 (диапазон от 0 до -100 С) и 19 и 21 (диапазон от

-100 до -200 C). При этом ключи 171174 всегда выключены. При включении ключа 20 или ключей 19 и 21 последовательно с резистором 15 включается резистор 13 или 12, увеличивая сопротивление задатчика. В результате на входе усилителя появляется напряжение разбаланса, включающее усилитель 3 мощности с исполнительным элементом 5 охлаждения. Температура в термостате понижается, сопротивление датчика 8 уменьшается и при некотором его значении баланс моста восстанавливается.

Десятки, единицы и десятые доли градусов в диапазоне от -200 до

-100,1 С задаются с помощью кличей

17 - 1 716 °

Предлагаемый терморегулятор обеспечивает задание температуры в диапазоне от -200 до +999,9 С и ее реь гулирование в диапазоне — от -200 до + 500ОС (у прототипа от 0 до

+999,9 C).

Технико-экономические преимущества предлагаемого терморегулятора по сравнении с известными заключаются в повышении точности задания температуры + 0,5ОС против + 2 С и упрощении конструкция.

1118976

Составитель Л.Птенцова

Техред М.Гергель Корректор M. Максимишинец

Редактор A.Ðåâÿí

Филиал АППП "Патент", г. Ужгород, .Ул. Проектная, 4

Закаэ 7451/34 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, К-35,.Раунская наб., д. 4/5