CS217709B1

CS217709B1 - Connection of automatic regulator of calibration furnace temperature

Info

Publication number: CS217709B1
Application number: CS732879A
Authority: CS
Inventors: Jan Sourek
Original assignee: Jan Sourek
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1983-01-28

Description

Předmětem vynálezu je zapojení automatického regulátoru teploty kalibrační pece, u něhož se řeší regulace teploty pomocí dvou komparátorů ovládajících tři různé výkonové úrovně.It is an object of the invention to provide an automatic temperature controller of a calibration furnace in which the temperature control is solved by means of two comparators controlling three different power levels.

Teplota dosud používaných pecí nebo lázní pro kalibraci teploměrů je ve většině případů regulována ručně pomocí regulačních transformátorů nebo i ojediněle automaticky pomocí padáčkových a jiných regulátorů. Pokud jsou vůbec používány regulátory teploty, pak jejich řídicími čidly jsou většinou odporové teploměry nebo termočlánky, ale i kontaktní teploměry při nižších teplotách. Je znám i způsob regulace teploty pomocí teplotního čidla pracujícího na principu impedančního skoku při fázové přeměně dle AO č. 165 773., Nevýhodou teplotních regulací pomocí termočlánků nebo odporových teploměrů je obtížné ustalování, kolísání a drift nastavené teploty. Nevýhodou způsobu dle AO č. 165 773 je ta skutečnost, že vyžaduje speciální regulátor, který by byl schopen zpracovat signál, jehož výstupem je impedanční skok o několik řádů v teplotním intervalu menším než +10 °C na určité teplotní hladině.The temperature of the furnaces or baths used to calibrate thermometers is in most cases regulated manually by means of regulating transformers or even sporadically automatically by means of parachute and other regulators. If temperature regulators are used at all, their control sensors are mostly resistance thermometers or thermocouples, but also contact thermometers at lower temperatures. A method of temperature control by means of a phase-impedance jump impedance temperature sensor according to AO No. 165 773 is also known. A disadvantage of temperature regulation by thermocouples or resistance thermometers is the difficulty of fixing, fluctuating and drifting the set temperature. The disadvantage of the method according to AO No. 165 773 is that it requires a special regulator capable of processing a signal whose output is an impedance jump of several orders of magnitude less than +10 ° C at a certain temperature level.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením automatického regulátoru teploty opatřeného čidlem a obvodem pro výhod2 nocení teplotního intervalu do + 10 °C na požadované teplotní hladině, jehož podstata spočívá v tom, že na výstupu vyhodnocovacího obvodu je připojen pracovní odpor a k němu nebo jeho části jsou připojeny dva komparátory, přičemž jeden komparátor je svým druhým vstupem připojen ke zdroji nastavitelného referenčního napětí a druhý komparátor k pracovnímu odporu připojenému na výstup zpětnovazebního členu, přičemž na výstupu obou komparátorů jsou připojeny pomocné a izolační obvody na jejichž výstupech jsou zapojeny jednak spínací a regulační obvody, jednak člen záporné časově závislé zpětné vazby, přičemž spínací a regulační obvody jsou vřazeny mezi napájecí zdroje s různou výkonovou úrovní a regulovanou pec, která je připojena dále ještě na neregulovaný základní výkonový zdroj.The above mentioned drawbacks are eliminated by the connection of an automatic temperature regulator equipped with a sensor and a circuit for the advantage2 of not evaluating the temperature interval up to + 10 ° C at the required temperature level, which is based on the working resistance connected to the output of the evaluation circuit. two comparators, one comparing its input to an adjustable reference voltage source and the other comparing to a working resistor connected to the output of the feedback member, with both auxiliary and isolation circuits connected to the output of both comparator circuits, on the one hand, a negative time-dependent feedback element, the switching and control circuits being interposed between power supplies of different power levels and a controlled furnace, which is connected further to an unregulated basic power new source.

Regulací teploty v závislosti na hodnotě a proměnné hodnotě žádané, řízené vhodnou zpětnou vazbou, která modeluje přechodovou charakteristiku regulované pece a vymezením výkonových úrovní pro regulaci např. na + 10 % od hodnoty odpovídající ustálenému stavu, dosáhne se dostatečně jemné a stabilní regulace, zejména pak při využití čidla dle AO 165 773. Napájením pece z dalšího zdroje o výkonové úrovniBy controlling the temperature as a function of the value and the setpoint variable, controlled by appropriate feedback, which models the transition characteristics of the controlled furnace and defining the power levels for control to e.g. + 10% from the steady state value, sufficiently fine and stable control is achieved when using the sensor according to AO 165 773. Powering the furnace from another power level source

217 vyšší, napr. a 200 — 300 % než odpovídá ustálenému stavu a jeho- odpojením pomocí samostatného komparátoru a spínače při nižší hodnotě než odpovídá regulačnímu režimu, umožní se rychlé a automatické najetí na žádanou hodnotu.217 higher, eg and 200-300% than the steady state and disconnecting it by means of a separate comparator and a switch at a lower value than the control mode allows rapid and automatic start-up to the setpoint.

Na připojeném výkrese je v blokovém schématu uvedeno zapojení regulátoru podle vynálezu, kde je znázorněn vyhodnocovací obvod teplotního čidla 1, pracovní odpor 2 vyhodnocovacího obvodu, komparátor 3 pro ovládání najížděcího výkonu, komparátor 4 pro ovládání regulačního výkonu, zdroj 5 referenčního- napětí pro komparátor 3, pracovní odpor 6 referenčního napětí pro komparátor 4, zpětnovazební člen 7 pro ovládání pracovního odporu 6, pomocné a izolační obvody 8 a 9 pro ovládání spínacích a regulačních obvodů 10, 11 a zpětné vazby, výkonový najížděcí zdroj 12 s úrovní o- 200 — 300 % vyšší než odpovídá ustálenému stavu, regulovaný výkonový zdroj 13 s úrovní cca o 10 % vyšší než odpovídá ustálenému stavu, neregulovaný výkonový zdroj 14 s úrovní cca o 10 % nižší než odpovídá ustálenému stavu a regulovaná pec 15.In the accompanying drawing, a block diagram of the controller according to the invention is shown, showing the evaluation circuit of the temperature sensor 1, the working resistor 2 of the evaluation circuit, the comparator 3 for controlling the starting power, the comparator 4 for controlling the power. , reference voltage working resistor 6 for comparator 4, feedback resistor 7 for operating resistor 6, auxiliary and insulating circuits 8 and 9 for controlling the switching and control circuits 10, 11 and feedback, power start source 12 with a level of 200-300 10% higher than the steady state, the regulated power source 13 at a level about 10% higher than the steady state, the uncontrolled power source 14 at a level about 10% lower than the steady state, and the regulated furnace 15.

Funkce regulátoru při startu a studené peci je taková, že teplotní čidlo 1 ve spojení s vyhodnocovacím obvodem nevytvoří na pracovním odporu 2 žádné napětí. V důsledku toho jsou na výstupech komparátorů 3 a 4 signály, kterými jsou přes pomocné a izolační obvody 8 a 9 sepnuty i spínací a regulační obvody 10 a 11 a pec 15 je napájena najížděcím výkonem ze zdroje 12. Výkonové zdroje 12, 13, 14 a spínací a regulační obvody 10 a 11 jsou uspořádány tak, že se automaticky uplatní vždy pouze ten, jehož úroveň je nejvyšší ze zapojených zdrojů. Při nárůstu teploty na určitou hodnotu vznikne i působením teplotního čidla 1 a vyhodnocovacího obvodu potenciál na pracovním odporu 2. Při dosažení úrovně zdroje 5 referenčního napětí odpojí komparátor 3 pomocí obvodu 8 a spínacího a regulačního obvodu 10 najížděcí zdroj 12. Protože komparátor 4 je dosud sepnut, je pec 5 nadále napájena výkonem cca o 10 % vyšším ze zdroje 13. Při dalším stoupání teploty vstoupí v činnost i komparátor 4, který jednak přes obvod 9 a spínací a regulační obvod 11 odpojí zdroj 13, jednak přes obvod 9 působí na zpětnou vazbu. Pec 15 je nyní napájena výkonem cca o 10 % nižším než je výkon pro ustálený stav ze zdrojeThe function of the controller during start-up and cold furnace is such that the temperature sensor 1 in connection with the evaluation circuit does not generate any voltage on the working resistor 2. As a result, at the comparator outputs 3 and 4, the signals are switched via the auxiliary and insulating circuits 8 and 9 to the switching and regulating circuits 10 and 11 and the furnace 15 is supplied with the starting power from the power supply 12. The power supplies 12, 13, 14 and the switching and control circuits 10 and 11 are arranged in such a way that only the one whose level is the highest of the connected sources is always applied automatically. If the temperature rises to a certain value, the temperature sensor 1 and the evaluation circuit also generate a potential on the working resistor 2. When the reference voltage source 5 is reached, the comparator 3 disconnects the start-up source 12 via the circuit 8 and the control circuit 10. The furnace 5 continues to be supplied with an output of about 10% higher from the source 13. When the temperature rises further, the comparator 4, which via the circuit 9 and the switching and control circuit 11 disconnects the source 13, . The furnace 15 is now supplied with power approximately 10% lower than the steady state power from the power supply

14. Při poklesu teploty, a tedy i potenciálu na odporu 2 zapojí komparátor 4 pomocí obvodů 9 a 11 opět cca o 10 % vyšší zdroj 13. Takto je cyklicky zapínán a vypínán zdroj 13, čímž se dosáhne napájení pece 15 středním výkonem úměrným požadované teplotě, přičemž stabilita regulačního procesu je zajišťována zápornou zpětnou vazbou.14. When the temperature and thus the potential on the resistor 2 decreases, the comparator 4 reconnects the source 13 by means of circuits 9 and 11 again. Thus, the source 13 is cyclically switched on and off, thus providing the furnace 15 with medium power proportional to the required temperature. , wherein the stability of the control process is assured by negative feedback.

Claims

Connection of the automatic temperature regulator of the calibration furnace equipped with a sensor and a circuit for evaluation of the temperature interval up to + 10 ° C at the required temperature level, characterized in that a working resistor (2) is connected to the output of the temperature sensor evaluation circuit (1); its parts are connected by comparators (3, 4), the comparator (3) for controlling the start-up power being connected via its second input to an adjustable reference voltage source (5) and the comparator (4j for controlling the regulating power to the working pore). the output of the feedback element (7), the auxiliary and insulating circuits (8, 9) being connected to the outputs of the comparators (3, 4), the outputs of which are connected both switching and regulating circuits (10, 11) and negative time-dependent coupling (7j), the switching and regulating circuits (10, 11) being included among the regulated power supply power sources (12, 13] and regulated furnace (15), which is further connected to the unregulated supply base (14).