Устройство для регулирования температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАт НИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее по два резистора и два датчика в смежных плечах термочувствительного моста, подключенного к последовательно соединенным усилителю постоянного тока и нагревателю, транзистор , два резистора цепи смещения транзистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью его упрощения эмиттер транзистора подключен к точке соединения датчиков термочувствительного , плеча моста, а коллектор, транзистора - к точке соединения резисторов смежного плеча термочувствительного моста. (Л Г // j;: Й о со ел

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.

Ogl (И) y(sg G 05 D 23/19

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

К AB7OPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3557297/24-24 (22) 02.03.83 (46) 07.03.85. Вюл. 9 9 (72) Ю.П.Шаров (53) 621.555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 377748, кл, G 05 D 23/24, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР У 468225, кл. G 05 D 23/24, 1972. (прототип). (54)(52) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА- .

НИЯ ТЕИПЕРАТУРЫ, содержащее по два резистора и два датчика в смежных плечах термочувствительного моста, подключенного к последовательно соединенным усилителю постоянного тока и нагревателю, транзистор, два резистора цепи смещения транзистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью его упрощения, эмнттер транзистора подключен к точке соединения датчиков термочувствительного.плеча. моста, а коллектор, транзистора — к точке соединения резисторов смежного плеча термочувствительного.моста.

1144095

Изобретение относится к регулированию температуры и может быть использовано в радиотехнических термостатах.

Известно устройство, содержащее усилитель низкой частоты, подключенный через детектор и усилитель постоянного тока к нагревателю, трансформатор, подключенные к термочувствительному мосту, усилительный кас- 10 кад и потенциометр, крайние выводы которого подключены к выходной обмотке усилителя низкой часоты, а движок через конденсатор и усипительный каскад соединен с первичной 15 обмоткой трансформатора И .

Недостатком такого устройства является то, что при настройке компенсации изменяется коэффициент усиле" ния в канале регулирования и, сле- gp довательно, изменяется ошибка термостатирования, обусловленная статизмом регулятора, которая нелинейно зависит от перепада температур между объектом и внешней средой, 25 что ограничивает возможность повышения точности термостатирования данныи устройством, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее мост с двумя датчиками в термочувствительном плече, подключенный к усилителю, нагреватель, два транзистора, эмиттеры которых через резисторы подключены к диагонали питания моста, базы соединены с регулируемым резистором, который подключен к той же диагонали моста, коллектор одного из транзисторов подключен к точке соединения датчиков термочувствительного плеча моста, а коллектор другого — к точке соединения резисторов смежного плеча моста (2 .

Недостатком известного устройства 45 является то, что в ием при настройке компенсации изменяется уровень напряжения смещения входных каскадов усилителя, снимаемого с концов измерительной диагонали моста, что умень-$0 шает диапазон перестройки компенсации и ограничивает возможности применения такого устройства для стабилиза, ции температуры объектов со значительным разбросом конструктивных и теплофизических параметров. Кроме того, изменение напряжения смещения приводит к изменению передаточных характеристик усилителя, что уменьшает точность настройки компенсации и, следовательно, точность термостатирования.

Наличие двух транзисторов усложняет устройство, так как из-за разброса параметров транзисторов требуется дополнительная подстройка режима их работы путем подбора эмиттерных сопротивлений.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры, содержащем два резистора и два датчика в смежных плечах термочувствительного моста, подключенного к последовательно сое-. диненным усилителю постоянного тока и нагревателю, транзистор, два резистора цепи смещения транзистора, эмиттер транзистора подключен к точке соединения датчика термочувствительного плеча моста, а коллектор транзистора — к точке соединения резисторов смежного плеча термочувствительного моста.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства;

Термочувствительный мост 1 содержит резисторы 2 — 5 и датчики

6 и 7 смежных плеч моста 1. К мосту подключен транзистор 8 эмиттером к точке соединения датчиков 6 и 7 коллектором — к точке соединения резисторов 4 и 5. База транзистора 8 подключена к точке соединения ре- зисторов 9 и 10 цепи смещения транзистора 8, подключенную к диагонали питания моста. К измерительной диагонали моста 1 подключен усилитель 11 постоянного тока, к выходу которого под-ключен нагреватель 12.

Устройство работает следующим образом.

Изменение температуры внешней среды приводит к нарушению условий теплового баланса и к изменению температуры внутренних элементов термостата, в том числе и датчиков 6 и 7, сопротивление которых изменяется с изменением их температуры. Изменение сопротивления датчиков приводит к разбалансу термочувствительного моста 1 и к появлению на его изме- рительной диагонали напряжения разбаланса, которое усиливается усидителем 11 и подается на нагреватель

12, восстанавливая условия теплового

3 1144 баланса с некоторой погрешностью„ зависящей от усилительных свойств регулятора. Статическое приращение . температуры объекта термостатирования (9 ), вызванное приращением о температуры внешней .среды (9®), зависит не только от полного коэффициента усиления регулятора, но и от распределения термических связей между функциональными элементами регулято- 10 ра, входящими в конструкцию термостата, и определяется выражением

11щ RH0 ов1 1 (н нА "но — — — w — + Ф1 н4 Rhь К RÎÀ "оА, од

915 о 9

R g нно

) г о "ов М

50

20 где R,R,R",R„- теРмические сопРон цо оА Ае тивления между нагревателем, датчиком, объектом,внешней средой; 25

К вЂ . полный коэффициент. усиления регулятора.

В зависимости от распределения термических сопротивлений приращение 30 температуры объекта ео может быть различным как по величине, так и по знаку при одном и том же значении eg

При некотором соотношении термических сопротивлений величина 9о, равна нулю при любом значени 8 . Это условие полной тепловой компенсации. В предлагаемом. устройстве настройка компенсации осуществляет- 40 ся за счет изменения резисторами

9 и 10 тока транзистора 8, от кото- ,рого зависят токи резистора 4 и дат чика 6.

Изменение тока датчика 6 приводит к перераспределению чувствительности моста к изменениям температуры датчиков 6 и 7. Датчики находятся в различных температурньм условиях в конструкции термостата.

Поэтому перераспределение реакции ,моста на изменения температуры датчиков эквивалентно перераспределе-.

° нию величин Rq и Кдв, что обеспе095 чивает плавную настройку компенсации. Так как датчик 6 и резистор 4 включены в мост симметрично относительно измерительной диагонали моста, то при условии равенства сопротивлений и равенства эмиттерного тока транзистора 8 коллекторному (в современньм транзисторах с большим статическим коэффициентом усиления отличие их незначительно) настройка компенсации, осуществляемая за счет изменения тока транзистора 8, не приводит к изменению напряжения смещения на входе усилителя, снимаемого с измерительной диагонали моста, что устраняет дополнительную погрешность регулирования, вносимую изменением режима работы входных каскадов регулятора. Исключается также воэможность выхода из зоны допустимых синфазных входных напряжений входных каскадов регулятора, тем самым расширяется диапазон перестройки компенсации.

Применение одного транзистора в схеме моста вместо двух транзисторов и двух резисторов, используемых в базовом объекте, позволило упростить схему регулятора, устранить нестабильность моста, обусловленную различием характеристик транзисторов,и исключить необходимость проведения регулировочных работ .по уменьшению этой нестабильности

За счет устранения нестабильности, влияющей на точность настройки компенсации, а также за счет устранения погрешности регулирования, вносимой изменением режима работы входных каскадов регулятора

/ влияющего непосредственно на статическую ошибку, достигается повышение точности регулирования по сравнению с базовым объектом. Вследствие расширения диапазона перестройки компенсации расширяется область применения предлагаемого устройства, так как ано может подстраиваться под любые объекты термостатирования, имеющих значительный разброс конструктивных и тепловых параметров, что выгодно отличает предлагаемый регулятор от базового объекта.

ВНИИПИ Заказ 905 59 Т аж 863 По писное