Нелинейный интегратор для регулятора температуры

 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в автоматических регуляторах температуры для стабилизации температуры в зоне криостэтирования холодильных установок Цель изобретения - повышение точности и увеличение быстродействия интегратора Новым является то, что в нелинейный интегратор последовательно с резистором 3, входящим в интегрирующую цепочку, и стабилитроном 4, включенным в непроводящем направлении , включен стабилитрон 5 в проводящем направлении, а также введен компаратор 11. вход которого соединен с входом 21, а выход через разделительный конденсатор соединен с конденсатором 1, входящим в интегрирующую цепочку, введен сумматор 8, один вход которого соединен с выходом повторителя напряжения 2, второй через потенциометр 10 - с линейным входом 21 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 06 6 7/186

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j аююЪ (21) 4620072/24 (22) 12.12.88 (46) 23.04,91. Бюл. М 15 (72) Л.А. Персова и В.Ф. Петрушенко (53) 681.335(088.8) (56) Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах, — Л„Энергоатомиздат, 1988, с. 98.

Авторское свидетельство СССР

М 359667, кл. G 06 G 7/18, 1975.

1 (54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕГРАТОР ДЛЯ РЕГУЛЯТОРА ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в автоматических регуляторах температуры для стабилизации температуры в зоне криоста. Ы 1644175 А1 тирования холодильных установок, Цель изобретения — повышение точности и увеличение быстродействия интегратора. Новым является то, что в нелинейный интегратор последовательно с резистором 3, входящим в интегрирующую цепочку, и стабилитроном 4, включенным в непроводящем направлении, включен стабилитрон 5 в проводящем направлении, а также введен компаратор 11, вход которого соединен с входом 21, а выход через разделительный конденсатор соединен с конденсатором 1, входящим в интегрирующую цепочку, введен сумматор 8, один вход которого соединен с выходом повторителя напряжения 2, второй через потенциометр 10 — с линейным входом 21. 1 ил.

50

Изобретение относится K области автОма1ики и предназначено для использования в автоматических регуляторах температуры дРя стаб5!лизаци5! те 4fl8pBT pbl в зоне кри

Остатирования холодильных установок.

"»,"-»ль и " бретенич Г50вышение точнО сти и увеличение быстродейсГВИЯ.

На чертеже пре»дстаьлена Функциональная схема нелинейно!О интегратора.

МнтРГр"тор 5""д8рж5"т интеГрирующий к»пилГ:н "ато 1 пов гор5»!Тель 2 напряжения, ! Оемяэаца!Ощ!»и! резистор Д. Стабилитроны

4-Я, злемснт 7 ограни I8ния, сумматор 6, линейный усилитель 9, потенциометр 10, компаратОО 11, разделительный конденсатор 1!2,, токоэадз!Ощий резистор 13, рези» то " 14 и - "Оу- К5!

Злеме Гт 7 ограничения содержит ключевой элемент 15 на транзисторе, стабилитрон 16, р5!Од 17, конденсатор 18, резистОр

, i!, и Вхолной дио у 20, Кроме того, Обозначе;!ы линейный 21 и 558Л5!Нейный 22 входы и 1» Г»:ь Гратгь р;.а

5 } н18 р Ор работа8т следу5ощим Обра

Еi ли p8!"улио,:емl !и параметр на(!ри,ер .5ам Г58ра ryp=. в зоне криостатирования

Г.ревышает заданное значение, то на входах

21 и 22 появляются напряжения (поляр1ость указана беэ скобок), 51зыенеиие нап p5Iæ8èMé и" îèñõîäèò пропорционально изменению температуры криостатированил. Напряжение с входа 21 подается на потенциометр 10 и компаратор 11, а с входа

22 на нелинейную интегрирующую цепочку, состоящую из резистора 3, кремниевых стабилитронов 4 и 5 и интегрирующего конденсагара 1, Стабилитроны 4 и 5 создают в

;. -. .». ëäHàé и разрядкой цепях интегрирую:.цего конденсатора нелинейность типа неЧУВСТ53ИТ8ЛЬНОСТИ, Напряжение на конденсаторе 1, лвляющееся интегралам по времени отклонения регулируемого параметра, поступает через

Г50вторитель 2 на Один иэ Входов сумматора

8, на второй вход сумматора подается напряжение с входа 21, сумматор алгебраически суммирует эти напряжения, сумма их

GQp8Q8Jl»8+ рабочую точку Yc5gilpl 8JI5I 9.

Если при отклонении регулируемого пар",метра напряжение на входе 22 не выходит эа пределы эоны нечувствительности, то поддержание регулируемого параметра

ОкОло заданнОГО энач8ния Осуществляется напряжением на входе 21, которое суммирувтся с праинтегрированным напряжением с входа 22, меняя в небольших пределах положение рабочей точки усилителя 9, а следсватег,ьно, и значение выходного напряжения на резисторе 14 нагрузки. Если

35 регулируемый параметр (температура в зоне криостатирования) меньше заданного значения, полярность напряжений входов

21 и 2 2 соответствует полярности, указанной в скобках, то срабатывает компаратор

11 и через разделительный конденсатор 12 подается импульс напряжения на интегрирующий конденсатор 1, который мгновенно заряжается да напряжения, соответствующего появлению максимального тока s резисторе 14 нагрузки, компаратор представляет собой пороговое устройство, имеющее гистереэис, поэтому далее напряжение на конденсаторе 1 устанавливается соответствующее отклонению от заданного значения регулируемого параметра.

Этот импульс напряжения, поступающий с компаратора 11, необходим для того, чтобы скомпенсировать запаздывание появления напряжения на нагрузке на время, равное постоянной интегрирования. В системах регулирования температуры криостатирования часто для уменьшения переходного процесса необходимы интеграторы с большой постоянной времени. Когда регулируемый параМетр, температура криостатирования после включения системы, становится равной заданной величине, а затем и ниже заданной, напряжение на резисторе 14 нагрузки не появляется, так как напряжение на конденсаторе 1 еще не достигает величины напряжения включения нагрузки, поэтому температура криостатирования может в начальный момент значительно понизиться, что недопустимо, необходим форсированный разряд конденсатора 1. Эту роль и выполняет компаратор 11, Напряжение на входе 21 изменяется в пределах 1 В, и на входе 22 — в пределах 6 В.

Для ограничения напряжения на интегрирующем конденсаторе 1 действует обратная связь. При достижении на резисторе 14 нагрузки напряжение, равного пробивному напряжению кремниевого стабилитрона 6, напряжение через диод 20 прикладывается к базе ключевого транзистора 15, транзистор запирается и через стабилитрон 16 включается глубокая отрицательная связь с выхода усилителя 9 и резистора 14 нагрузки на интегрирующий конденсатор 1, препятствующая разряду конденсатора. При напряжении на резисторе 14 нагрузки менее пробивного напряжения стабилитрона 6 транзистор 15 открывается и к конденсатору 1 подключается разрядная цепочка, состоящая из кремниевого стабилитрона 16, транзистора 15, потенциометра 10, происходит ограничение заряда интегрирующего конденсатора 1.

1644175

Формула изобретения

Составитель С.Белан

Техред М,Моргентал Корректор Т.Колб

Редактор Н.бобкова

Заказ 1242 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Нелинейный интегратор для регулятора температуры, содержащий интегрирующий конденсатор и повторитель напряжения, 5 инвертирующий вход которого соединен с первой обкладкой интегрирующего конденсатора и через элемент ограничения подключен к общему выводу первого стабилитрона и токоэадающего резистора, 10 второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, резистор нагрузки, включенный между вторым выводом первого стабилитрона и шиной нулевого потенциала, нелинейный вход, первая клемма 15 которого через ограничивающий резистор подключена к первому выводу второго стабилитрона, и линейный вход, между первой и второй клеммами которого включен потенциометр, от л и ч а ю щи и с я тем, что, 20 с целью повышения точности и увеличения быстродействия интегратора. в него введены компаратор, сумматор, линейный усилитель, разделительный конденсатор и третий стабилитрон, включенный встречно между вторым выводом второго стабилитрона и инвертирующим входом повторителя напряжения, неинвертирующий вход которого соединен с второй обкладкой интегрирующего конденсатора и второй клеммой нелинейного входа интегратора, объединенной с первой клеммой линейного входа интегратора, выход повторителя напряжения подключен к первому входу сумматора. второй вход которого соединен со средним выводом потенциометра, входы компаратора соединены соответственно с второй и первой клеммами линейного входа интегратора, а выход через разделительный конденсатор подключен к инвертирующему входу повторителя напряжения, выход сумматора через линейный усилитель подключен к общему выводу резистора нагрузки и первого стабилитрона,