Терморегулятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Сецмагиктичаских

Республик

К АВТОИЖОМУ Св ЕТВЛЬСТВУ (61) Деткокимтекьмое к авт. саид-ву (22) Заявлено 21,1179 (21) 2842514/18-24 (51)M с присоединением-заявки Но (23) Приоритет

G P5 0 23/19

Гостдаретаениый комитет

СССР ао делам изобретеиий я открытий

Опубликовано 30,07.81. Бюллетень Н9 28

Дата опубликования описания 30.07.81 (33) УДК 621 555.6(088.8) 4

A.A. Волков, Л.А, Лейбович, В.М. Кейн, Я.Л. Вороховскмй=--. н Л.Г. Борисов (72) Авторы мзобретеммя (73) Заявитевь (54) ТЕРМОРЕГУЛЯТОР йзобретение относится к системам регулирования электрических и, магнитных величин и предназначается для работы преимущественно с миниатюрными малоинерционными термостатами, снабженными нагревателями с положительным TKC. Особенно целесообразно использование предлагаемого терморегулятора при термостатироваиии объектов, очень чувствительных к динамической ошибке (периодическим колебаниям,температуры), например кварцевых резонаторов.

Известны терморегуляторы, в которых в качестве нагревателя и датчика используется один элемент, где в.качестве такого элемента используется нить накала лампы (11 .

В этой схеме напряжение питания прямоугольными импульсами переменной скважности от мультивибратора через ключевой каскад подается на диагональ термочувствительного моста, в одно иэ плеч которого включен нагревательдатчик . С другой диагонали„ моста напряжение разбаланса через низкочастотный фильтр н усилитель подается на мулътивибратор, изменяя скважность генерируемых им импульсов. Эта схема -ЗО обладает рядом недостатков: при подаче напряжения питания нагревателя на диагональ моста для обеспечения удовлетворительной экономичности приходится делать мост резко несимметричным, что снижает его чувствительность и в конечном итоге снижает точность поддержания температуры наличие низкочастотного фильтра, неизбежное при использовании в этом устройстве схемы управления скважностью импульсов питания, приводит к задержке между изменением состояния моста (разбаланса моста) и соответствующим изменением скважностн питающего мост напряжения.

При этом имеет место динамический

"выбег" температуры при резком изменении величины напряжения питания или температуры окружающей средин величина напряжения разбаланса моста зависит ие только от его температуры, но и от скважности подаваемых на мост импульсов напряжения питаиия,что приводит к появлению положительной обратной связи. Эта положительная обратная. связь несколько увеличивает точность поддержания температуры,однако при стремлении к дальнейшему повышению точности регулирования за счет увеличения коэффициента усиле851352 ния усилителя терморегулятор может ,потерять устойчивость

Цель изобретения — повышение точности и КПД при упрощении терморегулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в терморегулятор, содержащий последовательно соединенные термочувствительный мост с датчиком-нагревателем в одном плече и усилитель, а также ключ и источник питания, к одним .выводам которого подключена входная диагональ термочувствительного моста, введен импульсный генератор, управляющим входом связанный с выходом усилителя, а выходом - с управляющим вяодом ключа, через который датчикнагреватель подключен к другим выводам источника питания.

При этом напряжение подогрева подается непосредственно на нагреватель-датчик короткими прямоугольными импульсами через ключевой элемент,а измерение температуры нагревателядатчика путем измерения напряжения разбаланса моста производится в промежутке между импульсами подогрева, причем время появления очередного импульса напряжения питания нагревателя определяется состоянием термочувствительного моста после окончания предыдущего импульса подогрева.

На чертеже изображен предлагаемый терморегулятор.

Терморегулятор содержит .т,мочувствительный мост 1 с датчиком-нагревателем 2, усилитель 3, импульсный генератор (с потенциальным управлением) 4 и ключ 5, а также источник питания (на чертеже показаны его выводы б и 7).

Устройство работает следующим образом.

Пусть после окончания очередного импульса подогрева температура нагревателя 2 выше заданной. При этом напряжение разбаланса моста мало, и напряжение на выходе усилителя 3 ниже порога срабатывания генератора 4.

Ключ 4 заперт, и напряжение на нагреватель не подается. Нагреватель 2 остывает, и напряжение на выходе усилителя 3 растет. Как только нагреватель остынет до заданной температуры (напряжение разбаланса моста достигнет определенной величины), напряжение на выходе усилителя 3 станет равным порогу срабатывания генератора 4, и последний выдает короткий прямоугольный импульс, который откроет ключ 5, подающий напряжение на нагреватель

2. Знак напряжения на выходе моста во время нагрева совпадает со знаком разбаланса моста при перегреве (температурный коэффициент сопротивления датчика положительный), и напряжение на выходе усилителя во время нагрева меньше порога срабатывания генератора, поэтому генератор, отработав один импульс, возвращается в исходное состояние, на чем заканчивается очеред-!

5 ной цикл работы схемы.

Результаты испытаний терморегулятора подтверждают его высокие технико-экономические показатели.

Статическая ошибка термостабилиза;И1 ции в интервале внешних температур

60)-(+60) -0 05оСр

Амплитуда колебаний температуры

0,001ОC упри средней частоте колебаний 1 кГц);

КПД вЂ” 9Оа

Формула изобретения

3Q Терморегулятор, содержащий последовательно соединенные термочувствительный мост с датчиком-нагревателем в одном плече и усилитель, а также ключ и источник питания, к одним выводам которого подключена входная диагональ термочувствительного моста, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и КПД терморегулятора, он содержит импульсный генератор, управляющим входом связанный с выходом усилителя, а выходомс управляющим входом ключа, через который датчик-нагреватель подключен к другим выводам источника питания.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Вильнер Г.A. и Кейн В.И. Импульсное регулирование температуры малоинерционных объектов. — "Измери5© тельная техника", 1970, 9 12, с. 4042 (щютотип) °

851352.

Составитель В. Козлов

Редактор E.Ñïêðèäîíîâà Техред ц. Голинка КОРР- ктор М; Коста

Заказ 6354/66 Тирам 940 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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