Регулятор температуры

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для поддержания заданной температуры, в основном в системах отопления с электрическими котлами. Технический результат - упрощение конструкции устройства и повышение надежности его в работе - достигается тем, что регулятор температуры содержит термочувствительный мост, выпрямитель, предназначенный для подачи импульсов на формирователь импульсов, нагреватель, симисторный исполнительный орган, а также счетчики импульсов, генератор числа импульсов, многоканальный мультиплексор и триггер, предназначенный для управления симисторным исполнительным органом, подключенный к многоканальному мультиплексору и соединенный с термочувствительным мостом интегратор, предназначенный для изменения количества импульсов, выдаваемых генератором числа импульсов на соответствующий счетчик импульсов. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для поддержания заданной температуры в основном в системах отопления с электрическими котлами.

Известен регулятор температуры, содержащий задатчик температуры, датчик температуры, формирователь управляющих импульсов и исполнительный орган (см. а.с. СССР N 608132, кл G 05 D 23/19, 1978).

Недостатком такого регулятора температуры является температурная нестабильность управляющих фазовых сигналов и появление ударных токов в момент максимального напряжения на нагревателе при включении тиристора. При включении тиристора в момент максимального напряжения может увеличиться критическая скорость нарастания тока. Это может вывести тиристор из строя, поэтому следует выбирать более мощный тиристор, чем требует коммутируемая нагревательная установка.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению (прототип) является регулятор температуры (см. а.с. СССР N 888082 G 05 D 23/24, 07.12.81), содержащий термочувствительный мост, соединенный последовательно с формообразователем управляющих импульсов симисторного исполнительного органа и нагреватель. Недостатком такого устройства является сложность конструкции, что снижает надежность его в работе.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение надежности в его работе.

Поставленная задача достигается тем, что регулятор температуры, содержащий термочувствительный мост, выпрямитель, предназначенный для подачи импульсов на формирователь импульсов, и нагреватель, подключенный к источнику питания через симисторный исполнительный орган, по изобретению он содержит счетчик импульсов, соединенный с генератором числа импульсов и выходами соединенный с адресными входами многоканального мультиплексора, а также счетчик импульсов, соединенный с формирователем импульсов и выходами соединенный с информационными входами многоканального мультиплексора, триггер, предназначенный для управления симисторным исполнительным органом, подключенный к многоканальному мультиплексору, а также интегратор, при этом термочувствительный мост соединен с упомянутым интегратором, предназначенным для изменения количества импульсов, выдаваемых генератором числа импульсов на соответствующий счетчик импульсов.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявленное устройство соответствует критерию "новизна".

Анализ известных решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии всех признаков, сходных с отличительными признаками в заявленном устройстве, и признать заявленное решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства, на фиг. 2 - диаграмма его работы.

Устройство содержит термочувствительный мост, состоящий из термоэлемента 1 и задатчика температуры 2, интегратор 3, выпрямитель 4, формирователь импульсов 5, генератор числа импульсов 6, счетчик 7 импульсов, влияющих на изменения мощности, счетчик 8 импульсов, влияющих на изменение температуры, многоканальный мультиплексор 9, триггер 10, симисторный исполнительный орган 11, нагреватель 12.

Устройство работает следующим образом.

Работа его основана на том, что выделяемая на нагревателе мощность в единицу времени пропорциональна частоте сети, так как частота сети равна 50 Гц, а выделяемая нагревателем мощность как положительного, так и отрицательного полупериода равны, получается, что выделяемая за секунду мощность равна мощности импульса одного полупериода, умноженного на 100 (при частоте 50 Гц, полупериод равен 100) P_пол = P_имп · 100, где P_пол - полная мощность, P_имп - мощность одного полупериода. Из этого следует, что каждый импульс полупериода несет сотую долю полной мощности (1% полной мощности).

Таким образом, пропуская как ограничивая определенное количество полупериодов напряжения, приложенного к нагревателю и равномерно распределенному по времени, можно регулировать мощность на нагревателе от 1 до 100% с шагом 1. На выходе выпрямителя 4 вырабатываются импульсы частотой 100 Гц, которые через формирователь 5 поступают на счетчик импульсов 7 с дешифратором, который формирует на выходах положительные импульсы длительностью T, равной половине периода сетевого напряжения сдвинутые один относительно другого на длину импульса T. Эти импульсы поступают на информационные входы многоканального мультиплексора 9. С термомоста напряжение поступает на интегратор 3, который формирует на генераторе 6 количество импульсов, подающееся на вход счетчика импульсов 8, выходы которого соединены последовательно с адресными входами мультиплексора 9. Синхронизация обнуления интегратора 3 обеспечивается от формирователя импульсов 5. При падении температуры нагревательного элемента ниже заданной задатчиком температуры 2 произойдет изменение количества импульсов, выдаваемых управляемым генератором 6 на счетчик 8, изменится код, поступающий на адресные входы многоканального мультиплексора 9, который выдает сигнал на вход триггера 10 на изменение мощности, прилагаемой к нагревателю 12.

При сравнении температуры с установленной задатчиком температуры 2 сигнал с интегратора 3 запирает управляемый генератор 6 и на счетчик 8 импульсы не поступают, на выходе счетчика 8 устанавливается код ноль, т.е. нагревательное устройство 12 отключается от источника питания.

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий термочувствительный мост, выпрямитель, предназначенный для подачи импульсов на формирователь импульсов, и нагреватель, подключенный к источнику питания через симисторный исполнительный орган, отличающийся тем, что он содержит счетчик импульсов, соединенный с генератором числа импульсов и выходами соединенный с адресными входами многоканального мультиплексора, а также счетчик импульсов, соединенный с формирователем импульсов и выходами соединенный с информационными входами многоканального мультиплексора, триггер, предназначенный для управления симисторным исполнительным органом, подключенный к многоканальному мультиплексору, а также интегратор, при этом термочувствительный мост соединен с упомянутым интегратором, предназначенным для изменения количества импульсов, выдаваемых генератором числа импульсов на соответствующий счетчик импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2