Регулятор температуры

 

Союз Севетскнк

Соцналнстнческнк

Вес ублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ о >781784

К АВТРРСКОМУ СВИ ЕИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1204.79 (23) 2780513/18-24 с присоединением заявки ¹ —, (51)М. К,.

С 05 0 23/24

Государственный комитет

СССР во делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23,1180 Бюллетеиь Й9 43 (ЗЗ> УДК 621.55 5.6 (088.8 ) Дата опубликования описания 231180 (72) Авторы изобретения

Л.П.Грабой, Е.A.Ðoìàíåíêo, С.П.Королев и A.Ä.Øàïoøíèêoâ (73)заявители (54} РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры, в частности к системам управления подогревными термостатами, предназначенными для термостатирования 5 различных радиотехнических устройств: кварцевых резонаторов, линий задержки.

Известно устройство для подачи мощности форсированного обогрева, 10 содержащее последовательно соединенные обогреватель форсирования и контакт реле включения форсированного обогрева, подключенного к источнику питания, и регулирующий узел 15 с обогревателем, причем реле включения форсированного обогрева подсоединено к обогреватепю регулирующего узла через параллельно соединенные собственный контакт дополни- Зт

:тельного рел@,установленного последовательно с накопителЬным элементом f1).

Йедостаток устройства состоит в том, что увеличивается потребляемая мощность, снижается надежность, воз- 25 растают габариты и перегревается датчик термочувствительного элемента моста.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 39

2 регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные интегрирующий усилитель, пороговый элемент, термочувствительный мост, регулирующий блок и нагреватель, причем выход и вход интегрирующего усилителя связаны через первый ключевой элемент, а второй вывод нагревателя. соединен с одним выводом источника напряжения.

В этом регуляторе температуры для обеспечения быстродействия, тепловое сопротивление нагреватель-датчик термочувствительного моста должно быть минимальным. Температура отключения нагревателя (Т„) выбирается с точки зрения оптймизации времени выхода объекта в режим, т.е. в момент охлаждения нагревателя до температуры термостатирования (T )„ температура объекта также будет равна Т„. Если дальнейшее регулирование ведется по датчику температуры, не совмещенному с нагревателем, то в момент достижения нагревателем температуры T,råìïåðàòóðà датчика не соответствует его температуре в стационарном режиме . Чаще всего она выше этой температуры.:при этом включение системы не происходит, объект выходит йз "зойй регулирования 91.

781784 но соединенные вентильный 8 и ограничйтельный 9 элементы, а также второй ключевой элемент 10, при этом управляющий вход первого ключевого элемента б "соединен с"вйходом регулирукщего блока 4, через второй ключевой элемент 10 -- c другим выводом источника 7 напряжения и через последоватю ьно соединенные вентильный 8 и бО

Недостатком регулятора температуры является значительная величина времени выхода регулятора в номинальный режим, так как при достаточно большом тепловом сопротивлении между датчиком и нагревателем происходит расхождение процессов их охлаждения, что приво- 5 дит к увеличению времени второго включения нагревателя, падению его темпе-ратуры и выходу температуры объекта за пределы зоны регулирования. Цель изобретения — уменьшение 10 времени выхода регулятора температурй в номинальный режим.

Цель достйгается тем, что регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные интегрирующий усилитель, пороговый элемент, термочувствительный мост, регулирующий блок и нагреватель, причем выход и вход интегрирующего .усилителя связаны через первый ключевой элемент, а одним выводом источника напряжения, последовательно соединенные вентильный и ограничительный элементы, а также второй ключевой элемент, при этом управляющий вход первого ключевого элемента соединен с выходом ре" гулирующего блока, через второй ключевой элемент — с другим выводом источнйка напряжения и через последовательно соединенные вентиль ный и ограничительный элемент — со входом интегриру- 30 ющего усилителя, причем второй выход порогового элемента соединен с управляющим входом второго ключевого эле мента.

На фиг. 1 изображена принципиаль35 ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — кривые зависимости температуры нагревателя (Т„ ), датчика термочувствительного моста (Т, ), объекта термостатирования (То) от 40 времени "С при выходе в режим термо- стата, где Ч„ -время первого отключения нагревателя, 7 — время, необходимое для выравнивания теплового поля между объектом регулирования и нагревателем, — время второго включения нагревателя.

Регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные интегрирующий усилитель 1, пороговый элемент 50

2, термочувствительный мост 3, регулирующий блок 4 и нагреватель 5, причем выход и вход интегрирующего усилителя 1 связаны через первый ключевой элемент б, а второй вывод нагревателя 5 соединен с одним выводом источника 7 напряжения, последовательограничительный 9 элементы — co входом интегрирующего усилителя 1, причем второй выход порогового элемента

2 соединен с управляющим входом второго ключевого элемента 10.

При подаче напряжения питания сигнал разбаланса с выхода термочувствительного моста 3 поступает на вход регулирующего блока 4, который включает нагреватель 5. Одновременно сигнал с выхода регулирующего блока 4 поступает на вход первого ключевого элемента б и через вентильный 8 и огра-. ничительный 9 элементы - на вход интегрирующего усилителя 1.

При включении нагревателя 5 первый ключевой элемент б закрывается и на выходе интегрирующего усилителя 1 появляется возрастающее пилообразное напряжение. При достижении порогового значения сигнала на входе порогового элемента 2 происходит скачкообразное увеличение напряжения на его выходах, причем выходной сигнал с первого выхода поступает на вход термочувствительного моста 3, смещая точку его баланса, при этом увеличивается время включения нагревателя 5. Со второго выхода порогового элемента 2 сигнал поступает на вход второго ключевого элемента 10, который блокирует вход первого ключевого элемента б.

При достижении баланса термочувствительного моста 3, что соответству.ет определенному времени для данной температуры окружающей среды, регулирующий блок 4 отключает нагреватель

5. При этом сигнал с выхода регулирующего блока 4 через вентильный 8 и ограничительный 9 элементы поступает на вход интегрирующего усилителя 1, формируя на его выходе падающее пилообразное напряжение, которое поступает через пороговый элемент 2 на вход термочувствительного моста 3, что приводит к постепенному смещению точки его баланса, уменьшая тем саум время выключенного состояния нагревателя 5 в зависимости от температуры окружающей среды. При достижейии определенной величины пи- . лообразного напряжения на выходе интегрирующего усилителя 1 происходит переключение порогового элемента 2 в исходное. состояние и запирание второго ключевого элемента 10, блокирующего вход первого ключевого элемента

6. Интегрирующий усилитель 1 возвра"щается в исходное состояние.

Скорость изменения падающего пилообразного напряжения выбирается больше скорости изменения возрастающего пилообразного напряжения.

Дальнейший процесс регулирования носит характер двухпозиционного регулирования прй постоянной температуре переключения.

Предлагаемое изобретение позволявт значительно повысить быстродейст781784 вне термостатов за счет сокращения времени выхода в номинальный режим н исключить перерегулирование, что особенно существенно для термостатов с использованием сосудов Дьюара в качестве теплоизолирующей оболочки, где тепловая связь между объектом регулирования и внешней средой мала, а температура перегрева может составлять значительную величину. !

О

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные интег-!5 рирующий усилитель, пороговый элемент, термочувствительный мост, регулирующий блок и нагреватель, причем выход и вход интегрирующего усилителя связаны через первый ключевой эле- Щ мент, а второй вывод нагревателя соединен с одним выводом источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени выхода регулятора в номинальный режим, он содержит последовательйо соедийен-" ные вентнльный и ограничительный элементы, а также второй ключевой элемент, при этом управляющий вход первого ключевого элемента соединен с выходом регулирующего блока, через второй ключевой элемент — с другим выводом источника напряжения и через последовательно соединенные вентильный и ограничительный элементы — co входом интегрирующего усилителя, причем второй выход порогового элемента соединен с управляющим входом второго ключевого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свйдетельство СССР

Р 358691, кл. G 05 0 23/19,010271.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 54%792, кл. G 05 0 23/24, 1976 (прототип).

781784 е+4Т 2 б

Фиа. Z

Составиъ ь Л. Птенцова

Ф..

Редактор И.Черний Техред Н.Ковалева КорректорГ.Назарова

Заказ 8133/52 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП" Патент", r.Óæãîðîä,óë. Проектная,4