Утюг с электронной системой управления

 

Изобретение относится к электронагревательным приборам с электронной системой управления, в частности к электроутюгам. Сущность изобретения: утюг содержит блок 1 управления, блок 2 регулирования температуры, блок 3 питания. Блок регулирования температуры выполнен в виде термопары 4, спай которой закреплен в подошве, один конец термопары соединен с общим проводом 5, а второй с усилителем 6, вторым входом соединенным с общим проводом, а выход через терморезистор 7 с входом компаратора 8, второй вход которого соединен со средним выводом потенциометра 9 задания температуры. Выход компаратора 8 соединен с блоком 1 управления нагревателем. Терморезистор и термопары закреплены на электроизоляторе 10. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электронагревательным приборам с электронной системой управления, в частности к электроутюгам.

Известен утюг с электронной системой управления, содержащий корпус с ручкой, подошву, нагревательный элемент, блок питания, блок управления нагревательным элементом и блок регулирования температуры (патент Великобритании N 2016051, кл. D 06 F 75/26, 1979).

Недостаток такого утюга заключается в том, что в качестве датчика температуры использован термистор. Термисторы имеют нелинейную зависимость сопротивления от температуры и высокие значения допусков номинального сопротивления. Для линеаризации зависимости сопротивления от температуры и подгонки значения сопротивления терморезистора к номиналу в схему дополнительно введены регулировочные резисторы, что усложняет устройство, технологию изготовления и снижает чувствительность.

Известен утюг с электронной системой управления, содержащий корпус, нагревательный элемент, блок управления нагревательным элементом и блок регулирования температуры с датчиком температуры, выполненным в виде термистора (патент Японии N 2-36280, кл. D 06 F 75/26, 1990).

Недостатком такого утюга является использование в качестве датчика температуры термистора, что усложняет устройство, технологию его изготовления и снижает точность регулирования температуры.

В качестве прототипа выбран утюг, содержащий корпус, нагревательный элемент, блок управления нагревательным элементом и блок регулирования температуры, в котором датчик температуры выполнен в виде термистора (патент Великобритании N 2158105, кл. D 06 F 75/08, 1985).

Недостатком такого утюга является сложность, низкая технологичность и недостаточно высокая точность регулирования температуры вследствие использования термистора в качестве датчика температуры.

Цель настоящего изобретения повышение точности регулирования температуры при одновременном упрощении схемы регулирования и повышении технологичности изготовления.

Для достижения поставленной цели предложен утюг с электронной системой управления, содержащий нагреватель, блок управления нагревателем и блок регулирования температуры.

Новизна предложенного утюга заключается в том, что блок регулирования температуры выполнен в виде термопары, один конец которой соединен с общим проводом, а второй с входом усилителя, другой вход которого соединен общим проводом, а выход через терморезистор с входом компаратора, другой вход которого соединен со средним выводом потенциометра задания температуры, а выход с блоком управления, причем терморезистор и холодные концы термопары установлены в условиях одинаковых температур.

Терморезистор и холодные концы термопары установлены в зоне с одинаковой температурой и закреплены на общем теплопроводе.

Теплопровод может быть выполнен в виде электроизолятора, обладающего высокой теплопроводностью.

Закрепление терморезистора и холодных концов термопары на теплопроводе может быть выполнено посредством изолированных друг от друга проводников, нанесенных на поверхность теплопровода.

Суть предложенного изобретения заключается в том, что применение термопары, имеющей однозначную линейную зависимость выходного сигнала от температуры, позволяет повысить точность измерения температуры и в совокупности с усилителем получить достаточный для управления сигнал. Это позволяет исключить из схемы дополнительные регулировочные резисторы и не производить в каждом изделии подгонку номиналов термисторов, что кроме повышения точности упрощает схему и повышает технологичность изготовления. Включение в схему терморезистора, установка его между усилителем и компаратором и закрепление его совместно с холодными концами термопары на общем теплопроводе позволяет компенсировать погрешность от изменения температуры холодных концов термопары, что способствует повышению точности измерения температуры подошвы, и, следовательно, точности ее регулирования.

На чертеже изображена электронная схема утюга.

Утюг содержит блок 1 управления нагревателем, блок 2 регулирования температуры и блок 3 питания. Блок 2 регулирования температуры выполнен в виде термопары 4, спай которой закреплен в подошве, один конец соединен с общим проводом 5, а второй с усилителем 6. Другой вход усилителя 6 соединен с общим проводом 5, а выход через терморезистор 7 с входом компаратора 8. Другой вход компаратора 8 соединен со средним выводом потенциометра 9 задания температуры. Выход компаратора 8 соединен с блоком 1 управления нагревателем.

Присоединение термопары 4 к усилителю 6 и терморезистора 7 к компаратору 8 произведено на разноименные входы усилителя 6 и компаратора 8. Терморезистор 7 установлен рядом с холодными концами термопары 4 и закреплен с ними на общем теплопроводе 10, который может быть выполнен в виде электроизолятора, например, керамики, обладающей высокой теплопроводностью. Закрепление терморезистора 7 и холодных концов термопары 4 на теплопроводе может быть выполнено посредством изолированных друг от друга проводников, нанесенных на поверхность теплопровода и выполняющих функции дополнительных поверхностей нагрева. Теплопровод 10 может быть установлен в ручке утюга.

Устройство работает следующим образом.

При включении утюга в сеть температура подошвы увеличивается, сигнал от термопары 4 возрастает и подается на вход усилителя 6. Усиленный сигнал через терморезистор 7 поступает на вход компаратора 8, на другой вход которого подается сигнал с потенциометра 9, соответствующий величине заданной температуры нагрева подошвы. Пока температура подошвы утюга не достигла заданного значения, сигнал от компаратора 8 поступает на блок 1 управления нагревателем. При достижении температуры подошвы утюга заданного значения сигнал от компаратора 8 прекращает поступать на блок 1 управления нагревателем. После выключения нагревателя температура подошвы утюга начинает снижаться и соответственно уменьшается сигнал от термопары 4. В определенный момент происходит включение нагревателя с последующим повторением цикла.

Расположение терморезистора 7 в одинаковых температурных условиях с холодными концами термопары 4 и закрепление их на общем теплопроводе 10 приводит к тому, что любое изменение температуры холодных концов термопары 4 сопровождается аналогичным изменением температуры терморезистора 7, приводящим к компенсации погрешностей. Так, например, если температура холодных концов термопары повышается, что ведет к снижению сигнала от термопары 4, то синхронное с этим повышение температуры терморезистора 7 сопровождается снижением его сопротивления, в результате чего сигнал увеличивается. Таким образом происходит компенсация погрешностей от изменения температуры холодных концов термопары 4.

Формула изобретения

1. УТЮГ С ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ, содержащий нагреватель, блок управления нагревателем и блок регулирования температуры, включающий датчик температуры, средство задания температуры и компаратор, отличающийся тем, что блок регулирования температуры дополнительно содержит терморезистор и усилитель, а датчик температуры выполнен в виде термопары, спай которой закреплен в подошве утюга, причем один конец термопары соединен с шиной заземления, а второй с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с шиной заземления, выход усилителя через терморезистор подключен к одному входу компаратора, второй вход которого связан со средним выводом средства задания температуры, а выход компаратора подключен к входу блока управления нагревателя, причем терморезистор и холодные концы термопары установлены с возможностью выравнивания их температуры до одинакового значения.

2. Утюг по п.1, отличающийся тем, что терморезистор и холодные концы термопары установлены в зоне с одинаковой температурой и закреплены на общем теплопроводе.

3. Утюг по п.1, отличающийся тем, что теплопровод выполнен в виде электроизолятора, обладающего высокой теплопроводностью.

4. Утюг по п.1, отличающийся тем, что закрепление терморезистора и холодных концов термопары на теплопроводе выполнено посредством изолированных друг от друга проводников, нанесенных на поверхность теплопровода.

РИСУНКИ

Рисунок 1