Устройство для программного регулирования температры

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования температуры и может найти применении в прецизионных регуляторах с программные заданием температуры. Устройство содержит перестраиваемый при помощи программно-управляемой резистивной матрицы мост, выходной сигнал которого поступает на блок сравнения, управляющий через блок управления исполнительным элементом, и обеспечивает повышение точности за счет наличия блока преобразователя кодов, формирующего фиксированный диапазон регулирования по сигналу заданных температур и состоящего из преобразователя двоичного кода в двоичнодесятичный и двоично-десятичного - в двоичный код и формирователя двоично-десятичной декады. Блок сравнения при этом управляется выходным сигналом блока преобразовате Гя кодов и содержит аналого-цифровой преобразователь , два элемента памяти, два сумматора, цифровой компаратор и реверсивный счетчик. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) (51)4 G 05 Р 23/19 ф1 H %g г5 ° ) q q

11!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 41 01 676/24-24 (22) 09. 06. 86 (46) 15.02.88,Бюл. и 6 (72) Э.П.Попсуев (53) 621.555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1138790, кл. G 05 D 23/19, 1985. Баклагин А.С, и др. Прецизионный программируемый терморегулятор.

Приборы и техника эксперимента, 1983, У 5, с.156. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к области автоматического регулирования температуры и может найти применении в прецизионных регуляторах с программным заданием температуры. Устройство содержит перестраиваемый при помощи программно-управляемой резистивной матрицы мост, выходной сигнал которого поступает на блок сравнения, управляющий через блок управления исполнительным элементом, и обеспечивает повышение точности эа счет наличия блока преобразователя кодов, формирующего фиксированный диапазон регулирования по сигналу заданных температур и состоящего иэ преобра-зователя двоичного кода в двоичнодесятичный и двоична-десятичного — в двоичный код и формирователя двоично-десятичной декады. Блок сравнения при этом управляется выходным сигналом блока преобразователя кодов и содержит аналого-цифровой преобразователь, два элемента памяти, два сумматора, цифровой компаратор и реверсивный. счетчик. 2 з.п.ф-лы, 2 ил, 1374194

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры и может найти применение в прецизионных регуляторах температуры с прог-.

5 раммным заданием температуры, преимущественно в устройствах технологических испытаний различных изделий электронной техники, Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.l представлена блок-схема устройства; на фиг,2 — пример выполнения блока управления.

Устройство для программного pery- 15 лирования температуры содержит задатчик 1 температуры, блок 2 преобразования кодов, реэистивную матрицу 3, включенную в опорное плечо резистивного термочувствительного 20 моста 4, дифференциальный усилитель

5, блок 6 сравнения, блок 7 управления, исполнительный элемент 8, первый элемент 9 памяти, дешифратор

10 коммутатор ll. Блок 2 преобразования кодов содержит преобразователь 12 двоичного кода в двоичнодесятичный, первый преобразователь

13 двоична-десятичного кода в двоичный, формирователь 14 двоична-деся- 30 тичной декады, второй преобразователь 15 двоична-десятичного кода в двоичный ° Блок 6. сравнения содержит второй элемент 16 памяти, третий 17 элемент памяти, аналого-цифровой

35 преобразователь (АЦП) 18, первый и второй сумматоры 19 и 20, цифровой компаратор 21, реверсивный счетчик

22, обеспечивающий формирование цифрового сигнала управления. 40

Блок 7 управления содержит управляемый генератор высокочастотных импульсов, выполненный на интегральном триггере 23, конденсаторе 24 и резисторе 25, причем на вход И 1 45 триггера 23 приходят сигналы с выхода формирователя 22 цифрового сигнала регулирования, а на вход И 2 триггера 23 приходят синхроимпульсы, совпадающие с моментам перехода напряжения питающей сети через "0". На выходе триггера 23 формируется пакет высокочастотных импульсов, равный длительности синхроимпульсов, поступающих на вход И 2 триггера 23, совпадающий с моментом перехода напряжения питающей сети через "0" и необходимый для гарантированного saпуска симисторов исполнительного элемента 8. Инвертор 26 и резистор

27 управляют работой диодного оптрона 28, необходимого для гальванической развязки цепей управления. Импульсный усилитель на транзисторах

29, 30 и 31, диодах 32 и 33, резисторах 34 — 37 и импульсном трансфор" маторе 38 своими выходами подключен к управляющим входам исполнительного элемента 8 °

Устройство работает следующим образом.

Задатчик I выполненный программным, на своих выводах формирует цифровой код, соответствующий значению температуры регулирования согласно обрабатываемой программе, Код пода1 ется на вход блока 2 преобразования кодов и на третий вход блока 6 сравнения. Преобразователь 12 блока 2

>преобразует восьмиразрядный двоичный код, содержащий информацию о значении температуры регулирования с точностью до единиц градусов и поступающий с второго выхода задатчика 1, в двоична-десятичный код. Две старшие декады двоична-десятичного кода, содержащие информацию о сотнях и десятках градусов, поступают на преобразователь 13, который осуществляет их преобразование в четырехразрядный двоичный код, необходимый для формирования фиксированного диапазона регулирования температуры при помощи дешифратора 10, релейного коммутатора 11 и резистивной матрицы 3, а младшая двоична-десятичная декада, содержащая информацию о единицах градусов, и дополнительная двоична-десятичная декада с выхода формирователя 14, обеспечивающая задания значения температуры регулирования в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования с точностью до десятых долей градуса, поступают на преобразователь 15, который осуществляет их преобразование в восьмиразрядный двоичный код.

Резистивная матрица 3 перестраивает термочувствительный мост 4 для измерения температуры в фиксированном диапазоне регулирования температур, сформированном в соответствии с цифровым кодом, поступающим на вход дешифратора 10 через первый элемент 9 памяти с второго выхода блока 2 преобразования кодов. Мост

1374194

4 преобразует величину измеряемой температуры в электрический аналого вый сигнал, поступающий на вход дифференциального усилителя 5.

С выхода дифференциального усилителя 5 усиленный и отфильтрован- . ных от помех аналоговый сигнал, соответствующий величине измеряемой температуры в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования, поступает на первый вход программируемого блока 6 сравнения.

Последний преобразует поступающий с выхода дифференциального усилителя

5 аналоговый сигнал с помощью АЦП 18 в цифровой код, соответствующий истинному значению температуры в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования температуры согласно отрабатываемой программе.

Элемент 17 памяти блока 6 сравнения хранит цифровой код, соответствующий значению заданной температуры регулирования Ь С „полученный от 25 программного задатчика 1, элемент

16 памяти хранит цифровой код, соответствующий значению температуры фор мированного фиксйрованного диапазона регулирования температуры согласно отрабатываемой программе, сумматор

20 вычисляет значения с „ — Ь с сумматор 19 в соответствйи с цифровым кодом, поступающим с выхода

АЦП 18 и соответствующим измеренному значению температуры h t><> в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования температуры согласно отрабатываемой программе, 40 вычисляет истинное значение температуры в камере тепла (t е, — о t!,e, ) +

+ h tALhtl

Цифровой компаратор 21 сравнивает выходной код сумматора 19 с циф- 45 ровым кодом, соответствующим значению заданной температуры регулирования h t«„и поступающим с элемента 17 памяти, и вырабатывает на своем выходе цифровой код, соответствующий разности температур заданной и иэмереннои ег « рег nt ег ) +

° "...1.

Выходной код цифрового компаратора 21 поступает на реверсивный десятираэрядный двоичный счетчик 22, причем параметры регулирования для различных значений температур, задаваемых программой, формируются программируемым блоком 6 сравнения программным способом.

Выходной код сумматора 19 используется для индикации истинного значения температуры в рабочем объеме камеры тепла. С выхода блока 6 сравнения цифровой сигнал регулирования поступает на вход блока 7 управления, который формирует соответствующий сигнал управления, подаваемый с выхода блока 7 управления на вход исполнительного элемента 8, причем в целях исключения коммутационных помех сигнал управления формируется в моменты перехода напряжения питающей сети через "0", Программный эадатчик 1 может быть выполнен на декадных программных переключателях.

Использование изобретения обеспечивает возможность плавного регулирования температуры в широком диапазоне с высокой точностью во всем рабочем диапазоне задания температур путем автоматического формирования фиксированного диапазона регулирования температуры, автоматической установки параметров регулирующего блока, осуществляющего пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования при минимальном использовании аппаратных средств, используемых в качестве функциональных преобразователей параметров регулятора.

Формула изобретения

1. Устройство для программного регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные резистивный термочувствительный мост и дифференциальный усилитель, последовательно соединенные блок сравнения, блок управления и исполнительный элемент, последовательно соединенные первый элемент памяти, дешифратор, коммутатор и резистивную матрицу, а также задатчик температуры, причем резистивная матрица включена в опорное плечо термочувствительного моста, а тактовый вход блока управления соединен с сетью переменного тока, о т л и ч а ю щ е е е с я тем, что, с целью повьппения точности, устройство содержит блок преобразования кодов, а первый вход блока сравнения подключен к выходу

137419 дифференциального усилителя, второй вход блока сравнения связан с первым выходом блока преобразователя кодов, второй выход которого соединен с входом первого элемента памяти, а третий вход блока сравнения подключен к выходу задатчика температуры и входу блока преобразования кодов.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит аналого-цифровой преобразователь, второй и третий элементы памяти, два сумматора, цифровой компаратор, реверсивный счетчик, причем вход аналого-цифрового преобразования подключен к первому вхо.ду блока сравнения, а его выход соединен с одним иэ входов первого сумматора, другой вход которого подклю- 2р чен к выходу второго сумматора, вхо— ды которого через второй и третий элементы памяти соответственно соединены с вторым и третьим входами блока сравнения, входы цифрового компа- 25 ратора подключены к выходу первого сумматора и выходу третьего элемен4 6 та памяти, а выход цифрового компаратора через реверсивный счетчик соединен с выходом блока.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок преобразования кодов содержит преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код, два преобразователя двоично-десятичного кода в двоичный код и формирователь двоично-десятичной декады, причем вход преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный код соединен с входом блока, два его выхода подключены к входам первого преобразователя двоично-десятичного кода в двоичный код, а третий выход соединен с одним из входов второго ! преобразователя двоично-десятичного кода в двоичный код, другой вход которого связан с выходом формирователя двоично-десятичной декады, а выход соединен с первым выходом блока, второй выход которого соединен с выходом первого преобразователя двоичнодесятичного кода в двоичный код.

1374194

4о блока срабнеиия о

К исполнительному меюгюиу 6

Фиг. Г

Составитель Г,Крейман

Редактор И,Рыбченко Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко

Заказ 601/43 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул. Проектная, 4