Устройство для регулирования температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l) 0 0, HHTe bH0e K BBT. свид-ву(22) Заявлено 29.07.75(21) 2160181/24 (51) М. Кл

С» 05 )3 23/24 с присоединением заявки Ме—

Государственный иомитет

Соввтв Министров СССР оа делам изобретений н отирытий (23) Приоритет(43) Опубликовано05.06.77.Бюллетень М 21 (45) Дата опубликования описания I12,08.77 (53) УДК 621.555.6 (088.8 ) (72) Aвторы изобретения

В И. Кадулин, А. Я. Мазалов, Б. В,, Минаев и E. П, Миронов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕ РАТУ РЫ

Предложенное изобретение относится к автоматике и может быть использовано в термостатирующих устройствах высокостабильных задающих генераторов.

Известно устройство терморегулирования, содержащее мостовую схему с термодатчиком, включенным в одно из плеч, предварительный усилитель и выходной усилитель(11.

Основными недостатками такого устройства являются низкая точность стабилиза- щ ции температуры и невысокое быстродейст вие выхода на режим стабилизации.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является устройство для регулирования темпера- 1б туры, содержащее последовательно соединен- ные нагревательный элемент, усилитель мощности, первый выпрямительный элемент, например диод, первый предварительный усилитель, входы которого подключены к первой измерительной диагонали термочувствительного моста (2j.

Регулирование усиления в подобных устройствах осуществляется изменением начального смещения усилителя мощности с помощью резистора, включежюго между базой первого транзистора и источником питания, а защита нагревателя от перегрева реализуется включением термоплавкого предохранителя последователы:о с источником питания усилителя мощности.

Однако„. в таких устройствах происходит открывание усилителя мощности в случае выхода из строя предварительного усилителя, так как при этом увеличивается базовый ток первого транзистора усилителя мощности за счет того, что прекращается ответвление тока через резистор, включенный между базой первого транзистора усилителя мощности и источником питания, в выходную цепь предварительного усилителя.

Поскольку термоплавкий предохранитель в этих схемах обладает достаточно большой теплоемкостью, то отключение схемы терморегулирования в случае перегрева происходит через промежуток времени, измеряемый десятками секунд, что может привести к выходу из строя элементов констру-кцни термостата и объекта термостатированип, а замена предохранителя гребует частично561176

3 4 го демонтажа термостата. С помощью указанных схем терморегулирования невозможно одновременное выполнение требований точности стабилизации температуры и времени выхода в режим стабилизации, так как величина мощности, рассеиваемой нагревателем, устанавливается выбором коэффициен га уси пения, исходя только из требований точности стабилизации температуры, и бывает ьедостаточна для обеспечения форсированно щ

ro нагрева, необходимого для термостатов, работающих в области низких температур порядка - 50 С ...-60 С.

Бель изоб,.изтения — повышение точности устройства. 15

Для достижения этой цели в схему усч ройства введены второй и третий выпрямительные элементы, первый и второй компенсаторы изменения температуры окружающей среды, второй и третий предварительные Ю усилители, входы которых подключены ко второй и третьей измерительным диагоналям моста, а выходы второго и третьего предварительных усилителей, соответственно, через вторые и третьи,выпрямительные 2 элементы и компенсаторы изменения температуры окружающей среды соединены со входом усилителя мощности, Схема устройства регулирования температуры приведена на чертеже. 30

У стройство содержит нагревательный. эле мент 1, усилитель мощности 2, первый выпрямительны.. элемент 3, первый предварительный усилитель 4, термочувствительный мост 5, второй и третий вынрямительные элементы 6 и 7, первый и второй комиеисаторы изменения температуры окружакицей среды 8 и 9, второй и третий яредверитель ные усилители 10 и 3.Х. Негревателыый элемент 1 и термочувствитеоьный элемент измерительного моста 5 установлен в.объек те, где регулируется темйература.:

В этом случае на выходе каждого из усилителей имеется положительное напряже ние, равное напряжению источника + Я, 45 с помощью которого через второй и третий выпрямительные элементы 6 и 7 и компенсаторы изменения температурь окружающей среды 8 и 9 на вход усилителя мощности

2 задается максимальный ток. Зто обеспечивает выделение на нагревателе 1 максимальной мощности рассеивания, что позволяет осуществить форсированный нагрев объекта регулирования, например камер термостата. Необходимая величина мощноо- 55 ти устанавливается с помо адью ком эксатора 9. С выхода усилителя 4 в э.вам щучае на вход усилителя мощности 2 ток зе ыоступает, .так как эта цепь разомкнуга первь,м выпрями..ельным элементом 3. По мере набе грева камеры т рмостата, а вместе с нею и термочувствитэльного элемента измерительного моста 5, поступает баланс напряжений в третьей диагонали моста, образованной его элементами Я., 1, R и В, при коk тором на входе усилителя ll напряжение становится равным О, что приводит к его полному закрытию. На выходе усилителя 11 устанавливается напряжение источника - Е, которое закрывает третий выпрямитель ный элемент 7 и прекращает поступление тока по этой цепи на вход усилителя мощности 2, Температуре первого баланса моста выбирается ьа 5-10 С ниже, чем рабоо чая температура в камере термостата, в зависимости от степени форсирования нагрева камеры термостате;„Таким образом, после закрытия усилителя 11 ток на вход усили» теля мощности 2 поступает только с усилителя 10. С помощью компенсатора изменения температуры окружающей среды 8 величину тока усганавливают такой, чтобы величина мощности, рассеиваемой нагревательным элементом 1, была прямо пропорциональна разности температур статирования и в камере термостате и достаточна для создания тепловог потока, компенсирующего теплообмен камеры термостата с окружающей средой» Температура статирования регулируется элементом R термочувствительного моста 6. В случае выхода из строя какого-либо из усилителей 10 и

1l, закрывается одни Re выпрямительных элементов 6 и 7 и ",пем самым исключается открывание усилителя мощиости.

Бачи ио какие либо причинам происходит перегрев камеры термостате, при кэтором температура в камере превышает температуру статироваиия, то иесгупает баланс иапряжеций в диагонали мосте, образованный соединением его элементе Ц, Я . и Я, Ц4, г ри козлом ие @коде усилйтвля 4 напряжение .стаиовится равным О, что приводит к полному его закрытию. При этом отрицательное напряжение,с выхода этого усилителя, равно напряжению источника — Е, через первый аыпрямительный элемент 3 поступает ые вкод усилителя мощности 2 и закрывает .его, ч го приводит к прекращению нагрева камеры термостата. .Выключение осуществляется за время, измеряемое микросекундами, При понижении температуры в камере усилитель 4 открывается, .отрицательное напряжение с входа усилителя мощности 2 снимается и далее щэоисходи- функционирование схемы как бы ж>,описано выше.

Формула изобретения

Устройство для рсгулирования температуры, содержащее последовательно соединег561176

1О

Составит С. Салихов

Редактор И. Марховская Техред И. Асталош Корректор(Л. Мельниченко Заказ 1573/152 Тйраж 1095 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35,1 Раушская наб., д, 4/5

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

Ф ные нагревательный элемент, усилитель мощности, первый выпрямительный элемент, например, диод, первый предварительный усилитель, входы которого подключены к пер"зой измерительной диагонали термочувствительного моста, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй и третий выпрямительные элементы, первый и второй компенсаторы изменения температуры окружающей среды, второй и третий предварительные усилители, входы которых подключены к второй и третьей измерительным диагоналям моста, а выходы второго и третьего предварительных усилителей, соответственно через вторые и третьи выпрямительные эле MBHTbl и компенсаторы изменения температуры окружающей среды соединены со BxDдом усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Информационный лист ИЛ13-03.72.

-0964»398. УДК 536.581- 555.6. Регулятор температуры, 1972.

2. Сборник Обмен опытом в радиопромышленности, вып. 3, 1974, с. 48-50,