Регулятор температуры

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.1(51) G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3549208/24-24 (22) 08.02.83 (46) 07.04.85. Бюл. Ф 13 (72) Б.В. Анисенок и Н.Ф. Дудкин (53) 621.555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н - 620759, кл. G 05 D 23/24, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

9620952,кл.G 05 D 23/24, 1978 (прототип) . (54)(57) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий последовательно соединенные источник переменного напряжения и выпрямитель, последовательно соединенные измерительный мост с термопарой в одном из плеч, диагональ пи„„SU,» 1149229 А тания которого подключена к выходу выпрямителя, дифференциальный уси литель, транзисторный усилитель ! мощности и нагреватель, .о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения регулятора, он содержит резисторный оптрон, вход которого соединен с источником переменного напряжения, выход подключен параллельно к одному из плеч измерительного моста, а термопара в плече моста включена по направлению ее термо-ЭДС встречно напряжению на диагонали питания измерительного моста. с

1 1149229

Изобретение относится к автоматическому регулированию, предназначено для регулирования температуры нагрева жала электрического паяльника и может быть использовано для регулирования температуры устройств различного назначения с электрическими нагревателями.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее мостовой преобразователь температуры, операционный усилитель, два ключевых транзистора, выходной транзистор с нагревателем и источник постоянного тока (13. !

Недостатком этого устройства является то, что в качестве датчика температуры используется мостовой преобразователь температуры на резисторах, которые затруднительно применить в малогабаритных нагревательных приборах, например паяльниках, температура их применения (обычного исполнения) не превышает 300 С, что недостаточно для лужения провода

ПЭБТЛК, применяемого для стежкового монтажа плат с температурой лужения 375+5 С. Все это приводит к ограничению области применения регулятора. Кроме того, устройство работоспособно при питании от источ30 ника постоянного тока, а это требует преобразования переменного напряжения в постоянное, что связано с применением дополнительных устройств (вь>прямителя, стабилизатора) и потерей энергии на них.

Наиболее, близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор температуры, содержащий источник питания постоянного тока, измерительный мост, дифференциальный усилитель постоянного тока, усилитель мощности и нагреватель $2j.

Недостатками известного устройства являются использование в качестве датчика температуры терморезистора, что сужает область применения регулятора, а также питание устройства от источника постоянного напряжения, что в целом снижает его экономичность.

Целью изобретения является расширение области применения регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные источник переменного напряжения и выпрямитель, последовательно .

3 соединенные измерител ьный мост с термопарой в одном из плеч, диагональ питания которого подключена к выходу выпрямителя, дифференциальный усилитель, транзисторный усилитель мощности и нагреватель, содержит резисторный оптрон, вход которого соединен с источником переменного напряжения, выход подключен параллельно к одному из плеч измерительного моста, а термопара в плече моста включена по направлению ее термо-ЭДС встречно напряжению на диагонали питания измерительного моста.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема регулятора, на фиг. 2 диаграмма напряжений, поясняющие включение термопары.

Регулятор темгературы содержит выпрямитель 1 с ограничительным резистором 2, конденсатором 3 и стабилитроном 4, оптрон 5 с ограничительным резистором 6, измеритель— ный мост 7 с резисторами 8-1.1 и ограничительными резисторами 12 и 13, дифференциальный усилитель (ДУ) 14 с нагрузочным резистором

t5 и резистором 16 обратной связи, усилитель мощности на транзисторах

17-19 со стабилитроном 20 и резисто-" рами 21 и 22, диод 23 и размещенные в паяльнике 24 горячий спай термопары 25 и нагреватель 26. Устройство подключено к клеммам 27 и 28 источни/ ка переменного напряжения. Параллельно резистору 10 моста 7 включен резистор оптрона 5, последовательно с резистором 9 встречно напряжению по, диагонали питания моста 7 включена термопара 25.

Регулятор работает следующим образом.

При подаче на регулягор переменного напряжения ЭДС термопары 25 ниже напряжения, заданного измерительным мостом 7, на инвертирующий вход ДУ 14 подается большее напряжение, чем на неинвертирующий вход.

На выходе ДУ 14 устанавливается максимальное напряжение, усилитель мощности на транзисторах 17-19 открывается, по нагревателю 26 проходит наибольший ток. Горячий спай термопары 25 нагревается, ЭДС термопары возрастает. При достижении термопарой 25 заданной температуры измерительный мост 7 приходит в равновесие. Но в силу тепловой инерции

3 114 он переходит его и на выходе ДУ 14 устанавливается минимальное напряжение,. усилитель мощности закрывается и прохождение положительной полуволны тока через нагреватель прекращается. Отрицательная полуволна тока проходит через диод 23. Температура паяльника 24 понижается.

ЭДС термопары падает, измерительный мост 7 проходит. точку равновесия.

На выходе ДУ 14 устанавливается максимальное напряжение, включается усилитель мощности. Включение и выключение усилителя мощности осуществляется непрерывно и температура: жала паяльника 24 поддерживается на .заданном уровне.

Точность поддержания температуры на действующем макете составляет

+ 50C. Такая точность поддержания температуры получена за счет встречного включения ЭДС термопары току измерительного плеча моста.

Как видно из диаграмм напряжений (фиг. 2), при согласном включении

9229 4

ЭДС термопары с током в плече моста нагрев паяльника сопровождается увеличением тока в плече моста, что подобно введению положительной обратной связи и ведет к увеличению колебательности процесса регулирования. При встречном включении ЭДС термопары току в плече моста нагрев паяльника (увеличение температуры

10 от О до 375 С) сопровождается уменьшением тока в плече моста, что подобно введению отрицательной обратной связи и ведет к уменьшению колебательности процесса регулирования.

15 На изготовленном на предприятии макете за счет этого, получено повышение точности регулирования в три раза. Резисторным оптроном 5 вводится поправка на температуру, задаваемую мостом 7, в зависимости от отклонения приложенного к регулятору напряжения от номинального. Величина сопротивления резистора 6 s цепи управления онтрона 5 подбирается при настройg5 ке регулятора.

1149229

Редактор И.Николайчук

Заказ 1881/33

Ю7Х

Составитель Л.Птенцова

Техред Л.Коцюбняк, Корректор А.Тяско

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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