Регулятор температуры

 

-" "1 патен те;-:

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ii 767725

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.09.78 (21) 2665202(18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 05 D 23/19

Гасударстееиный комитет

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 05.10.80 по делам изобретений и открытий (53) УДК 618.621 (088.8) (72) Авторы изобретения

Т. В. Аржанникова и Ю. В. Сосни

1 (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано в системах термостатирования.

Известен регулятор (1) температуры, содержащий расположенные вне термоста- тируемого объекта один чувствительный элемент и в термостатируемом объекте нагреватель и второй чувствительный элемент, подключенный к последовательно соединенным предварительному усилителю, блоку сравнения, релейному элементу и усилителю мощности, а также ключи, распределитель, блок обратной связи, блок форсировки мощности нагрева, программный блок, усилитель и нелинейные элементы.

Недостаток этого регулятора температуры заключается в его сложности.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности регулятор (2) температуры, содержащий последовательно соединенные исполнительный элемент и нагрева тель, один из выводов которого подключен к выходной клемме источника переменного напряжения, связанной со входами датчика температуры и преобразователя напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам усилителя.

Недостатком такого регулятора темп ратуры является его низкая надежность, вызванная наличием значительного количества блоков и элементов.

Цель изобретения — повышение надежности регулятора температуры.

Указанная цель достигается тем, что в регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные исполнительный элемент и нагреватель, один из выводов которого подключен к выходной клемме ис1О точника переменного напряжения, связанной со входами датчика температуры и преобразователя напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам усилителя, введены последовательно соединенные ограничительный элемент и первый фбрмирователь импульсов и второй формирователь импульсов, вход которого связан со вторым выходом ограничительного элемента, входом подключенного к выходу усилителя, причем вторые выходы формирователей импульсов соединены с выходной клеммой источника переменного напряжения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема регулятора температуры; на фиг. 2— его принципиальная схема.

767725

Регулятор температуры содержит последбвательно соединенные исполнительный элемент 1 и нагреватель 2, один из выводов которого подключен к выходной клемме источника 3 переменного напряжения, связанной со входами датчика 4 температуры и преобразователя 5 напряжения, выходы которых подключены к соотвегствующим входам усилителя 6, последовательно соединенные ограничительный элемент 7, первый формирователь 8 импульсов и второй формирователь 9 импульсов.

Датчик 4 температуры (фиг. 2) содержит делитель напряжения из последовательно соединенных резисторов 10 и 11 и делитель напряжения из последовательно соединенных резистора 12 и терморезистора 13. Делители подключены к источнику 3 переменного напряжения. Средние точки делителей подключены к резисторам 14 и 15. Другой конец резистора 14 подключен ко входу микросхемы 16 и через резистор 17 к выходу микросхемы 16. Другой вывод резистора 15 соединен с другим входом микросхемы 16.

Выход микросхемы 16 соединен с резистором 18. Другой конец резистора 18 подключен к катоду диода 19 и к аноду диода 20.

Анод диода 19 через резистор 21 и катод диода 20 через резистор 22 соединены с общей шиной регулятора температуры. Анод диода 19 подключен к базе лавинного транзистора 23, эмиттер которого через параллельно соединенные резистор 24 и конденсатор 25 подключен к общей шине регулятора температуры. Коллектор лавинного транзистора 23 через резистор 26 соединен с анодом диода 27, катод которого подключен к источнику 3 переменного напряжения, и через конденсатор 28 подключен к резистору 29. Катод диода 20 подсоединен к базе лавинного транзистора 30, эмиттер которого через параллельно соединенные резистор 31 и конденсатор 32 подключен к общей шине регулятора температуры. Коллектор лавинного транзистора 30 через резистор 33 соединен с катодом диода 34, анод которого соединен с катодом диода 27, и через конденсатор 35 подключен к резистору 29. Другой конец резистора 29 подсоединен через резистор 36 к общей шине регулятора температуры и к управляющему электроду сим— .метричного тиристора 37. Катод симметричного тиристора 37 соединен с общей шиной регулятора температуры, а анод — с нагревателем 2, подключенным к источнику 3 переменйого напряжения.

Преобразователь 5 содержит диод 38, анод которого соединен с катодом диода 39 и подключен к источнику 3 переменного напряжения. Катод диода 38 через резистор 40 подсоединен к выводу конденсатора 41. Анод диода 39 через резистор 42 соединен с конденсатором 43.

Регулятор температуры работает следующим образом.

Сигнал датчика температуры усиливается усилителем 6. При температуре, значительно ниже требуемой температуры отслеживания, выходное синусоидальное напряжение усилителя 6 совпадает по фазе с напряжением сети. По мере увеличения температуры в месте расположения терморезистора 13 выходное напряжение усилителя 6 уменьшается по амплитуде. Ограничительный элемент 7 выделяет положительную часть выходного напряжения усилителя 6

10 для управления лавинным транзистором 30 и отрицательную часть для управления лавинным транзистором 23.

Рабочая точка ла винных транзисторов выбирается в области положительного дифференциального сопротивления. Конденсаторы 28 и 35 заряжены до напряжения, близкого к напряжению пробоя лавинных транзисторов 23 и 30. Для пробоя коллекторных переходов необходимо, чтобы амплитуда напряжения между базой и эмиттером лаze винных транзисторов 23 и 30 была выше некоторого критического значения.

При температуре, ниже требуемой температуры отслеживания, управляющие сигналы лавинных транзисторов 23 и 30 имеют амплитуды выше критических практически с самого начала положительной (для лавинного транзистора 30) и отрицательной (для лавинного транзистора 23) полуволны напряжения сети. При воздействии управляющих сигналов происходят пробой кол3о лекторных переходов лавинных транзисторов

23 и 30 и быстрый разряд конденсаторов 28 и 35 через управляющий электрод симметричного тиристора 37 и через открытые лавинные транзисторы 23 и 30. При этом конденсаторы 25 и 32 заряжаются эмиттерным

33 током лавинных транзисторов 23 и 30 и уменьшают разницу между возрастающими по синусоидальному закону напряжениями на резисторах 21, 22 и напряжениями на резисторах 24, 31. При напряжении между

4 базами и эмиттерами транзисторов 23 и 30 ниже критического, лавинные транзисторы 23 и 30 закроются. Конденсаторы 28 и 35 начнут заряжаться небольшим током, а конденсаторы 25, 32 разряжаться через резисторы 24, 31. Разряд конденсаторов 24 и 31 будет происходить до тех пор, пока напряжение между базами и эмиттерами лавинных транзисторов 23 и 30 не станет выше критического. В этот момент начнется формирование следующих импульсов. Таким образом, при температуре значительно ниже температуры отслеживания формируется последовательность импульсов в течение всей положительной и всей отрицательной полуволны напряжения сети. Симметричный тиристор 37 открывается в самом начале Б полуволн напряжения сети. Нагреватель 2 рассеивает максимальную мощность.

По мере увеличения температуры (умень шения амплитуды выходного синусоилаль767725 ного напряжения усилителя 6) напряжение между базой и эмиттером лавинных транзисторов 23 и 30 достигает критического значения с некоторым временным сдвигом относительно начала полуволн напряжения сети. Исполнительный элемент 1 подключит нагреватель 2 лишь на часть полупериодов напряжения сети. При определенном временном сдвиге относительно начала полупериода устанавливается динамическое равновесие, необходимое для поддержания требуемой температуры.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении надежности регулятора температуры за счет упрощения его схемного решения.

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные исполнительный элемент и нагреватель, один из выводов которого подключен к выходной клемме источника переменного напряжения, связанной со входами датчика температуры и преобразователя напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, он содержит последовательно соединенные ограничительный элемент и первый формирователь импульсов и второй формирователь импульсов, вход которого связан со вторьщ выходом ограничительного элемента, вход которого соединен с выходом усилителя, причем вторые выходы формирователей импульсов соединены с выходной клеммой источника переменного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 535554, кл. G 05 D 23/19, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

20 № 289268, кл. G 05 D 23/00, 1970 (прототип). г г м ю

Фиг. Л

Составитель В. Козлов

Редактор И. Грузова Техред К.Шуфрич Корректор М. Демчик

Заказ 7194/44 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4