Устройство для регулирования температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социапистическик

Респубпии (»)840841 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22).Заявлено 07. 05. 79 (21) 2762229/18-24 (5E)M. Кл.

G 05 О 23/24 с присоединением заявки ¹â€”

Гооударотееиный комитет

СССР (23) ПриоритетОпубликовано 23.06.81 ° Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 25. 06. 8 1 по пенам изобретений н открытий (53) УДК 621 555..6(088.8) (72) Автор изобретения

А.П.Иванов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для регулирования температуры в зоне охлаждения микрокриогенных систем.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее измерительную систему в виде резистивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, охваченный тО обратной связью, и нагрузку 11 .

Недостатком этого устройства является низкая точность регулирования ввиду усиления операционным усилителем сигнала постоянного тока и отсут1S ствие согласования измерительной схемы с входом операционного усилителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст" ройство для измерения температуры, содержащее измерительную схему в виде реэистивного моста, к выходу которого подключен операционнътй усилитель,охваченный отрицательной и положительной

2 обратной связью, осуществляемой переменным резистором, соединенным с выходом резистивного моста, Выход операционного усилителя подключен к нагрузочному элементу и к подвижному контакту регулировочного элемента (2).

Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования, особенно при изменении температуры окружающей среды. Причиной точности регулирования является усиление операционным усилителем сигнала постоянного тока, поступающего с реэистивного моста, отсутствие измерительной схемы с входом операционного усилителя, а также включение в качестве отрицательной и положительной обратной связи переменного резистора.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее источник питания, датчик и эадатчик температуры

840841

Формула изобретения и последовательно соединенные операционный усилитель с отрицательной обратной связью, многокаскадный усилитель мощности на транзисторах и нагреватель, оно содержит выпрямитель и трансформатор с двумя встречно включенными вторичными обмотками, выходы которых через выпрямитель связаны со входами операционного усилителя и пер выми выводами датчика и задатчика, 1о вторые выводы которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и с соответствующим выводом источника питания, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен 15 с эмиттером транзистора первого каскада усилителя мощности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования температуры. 20

Трансформатор 1 содержит вторичные обмотки 2 и 3, включенные встречно в точке 4, которая связана с точкой

5 соединения датчика 6 и задатчика 7 и общим выводом 8 операционного усили- 25 теля 9.

Операционный усилитель 9 дифференциальными входами 10 и 11 подключен к датчику 6 и задатчику 7, а также к эмиттерам транзисторов выпрямителя 12, ЗО базы которых соединены со вторичными обмотками трансформатора 1. Эмиттер транзистора 13 первого каскада усилителя 14 мощности соединен с неинвертирующим входом 10 операционного усили- 35 теля 9, а база через резистор 15 подключена к выходу операционного уси-, лителя 9, образуя этим положительную обратную связь.

Транзистор 16 является выходным каскадом усилителя мощности, в коллектор которого включен нагреватель 17

Резисторы 18 и 19 являются режимными для транзистора 13, а резистор 20 обеспечивает отрицательную связь операционного усилителя 9.

На датчике 6 и задатчике 7 относительно точки 5 имеются положительные

Полуволны однополупериода выпрямле50 ния, осуществленного базо-эмиттерными ,переходами выпрямителя 12. Эти полууолны находятся в противофазе, т.к. обмотки 2 и 3 трансформатора 1 включены встречно. При условии равенст, ва их по амплитуде, что обуславливается регулировкой эадатчика 7, напряжение дифференциальными входами 10 и

11 операционного усилителя 9 будет равно нулю, т.е. измерительная схема. сбалансирована. При изменении сопротивления термочувствительного элемента, например уменьшении, нарушается баланс измерительной схемы. Ток разбаланса, усиленный операционным усилителем 9, открывает транзисторы

13 и 16, обеспечивая протекание тока через нагреватель 17. Этот процесс происходит скачкообразно в виду наличия положительной обратной связи, с выхода 15 операционного усилителя 9 через резистор 1 4, база-эмиттерный переход транзистора 13 на неинвертирующий вход 10 операционного усилителя 9. Протекание тока через нагреватель 17 приводит к подогреву зоны охлаждения, что увеличивает сопротивление термочувствитепьного элемента

6 и обеспечивает измерительной схе-, ме состояние баланса. Такое состояние измерительной схемы приводит к скачкообразному закрытию транзисторов 13, 16 и прекращению протекания тока через нагреватель 17.

Включение в предлагемое устройство измерительной схемы с дифференциальным выходом позволяет согласовывать ее с дифференциальным входом операционного усилителя, использование входного сигнала пульсирующим и обеспечение положительной обратной связи с эмиттера первого каскада усилителя мощности повьппает температурную стабильность выходного сигнала и, следовательно, точность регулирования температуры.

Устройство для регулирования температуры, содержащее источник питания, датчик и задатчик температуры и последовательно соединенные операционный усилитель с отрицательной обратной связью, многокаскадный усилитель мощности на транзисторах и на— греватель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит выпрямитель и трансформатор с двумя встречно включенными вторичными обмотками, выводы которых через выпрямитель связаны со входами операционного усилителя и первыми выводами датчика и эадатчика, вторые выводы-которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и с соответствующим выводом источника питания, неинвертирующий

l. Авторское

11Р 43006l, кл. G

2. Авторское

11Р 525065, кл. G (прототип).

5 840841 вход операционного усилителя соединен с эммитером транзистора первого каскада усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

6 свидетельство СССР

05 0 23/24, l973. свидетельство СССР

05 0 23/24, 1975

Составитель С.Стрелецкий

РедактоР В.дазаЛенко . ТекРед T.Ìàòî÷êà КорректорМ.Яенчнк

Заказ 4763/69 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4