DE1223182B - Temperaturregler - Google Patents

Temperaturregler

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DE1223182B
DE1223182B DEC22143A DEC0022143A DE1223182B DE 1223182 B DE1223182 B DE 1223182B DE C22143 A DEC22143 A DE C22143A DE C0022143 A DEC0022143 A DE C0022143A DE 1223182 B DE1223182 B DE 1223182B
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Germany
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bridge
voltage
thermistor
temperature
gas discharge
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DEC22143A
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English (en)
Inventor
John Rudolph Bray
Thomas Warren Mcglaughlin
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Monsanto Co
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Monsanto Co
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1906Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
    • G05D23/1909Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can only take two discrete values

Description

  • Temperaturregler Die Erfindung bezieht sich auf Temperaturregler mit einem Heißleiter (Thermistor) als Temperaturfühler in Brückenschaltung und einem Relais zum gleichzeitigen Einschalten des Stellglieds (Heiz- oder Kühlvorrichtung) und einer thermischen Rückführung beim Unterschreiten (überschreiten) der Solltemperatur.
  • Es sind Temperaturregler bekannt, bei denen die thermische Rückführung durch mechanische Mittel, beispielsweise eine in Abhängigkeit von dem Wärmebedarf erregte Heizspule, bewirkt wird, die einem Temperaturfühler in Form eines in Abhängigkeit von der Temperatur seine Gestalt ändernden Gliedes, z. B. eines Bimetallstreifens, zusätzliche Wärme zu-,führt und dadurch bewirkt, daß die Gestaltänderung des Wärmefühlers, auf Grund dereil in dem Steuerkreis des Stellglieds liegende Kontakte betätigt werden, beschleunigt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist, einen Temperaturregler der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine thermische Rückführung ohne die Anwendung mechanischer Mittel ermöglicht und der zufolge seiner hohen Empfindlichkeit und raschen Arbeitsweise eine genauere Temperatureinregelung auf sehr enge Grenzen (Bruchteil eines Grades) als die bekannten Temperaturregler zu erzielen gestattet.
  • Das wird erfindungsgemäß mit einem Temperaturregler der eingangs genannten Art erreicht bei dem die thermische Rückführung durch Erhöhen der Speisespannung der den Heißleiter enthaltenden Brücke bewirkt wird, wodurch sich der Reißleiter über die Betriebstemperatur hinaus erwärmt und durch Absinken seines Widerstandes das Brückengleichgewicht wiederherstellt.
  • .Dazu wird bzw. bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung die Brücke über einen Vorschaltwiderstand gespeist, der jeweils durch die Kontakte eines von dem Brückensignal gesteuerten Relais für die Heizvorrichtung des Blocks überbrückt wird, wenn die Heizvorrichtung eingeschaltet ist. Hierdurch steigt die der Brücke und auch dem Therrnistor zugeführte Spannung. Die Stromkreiskomponenten sind so gewählt, daß die dem Thermistor bei überbrücktem Widerstand zugeführte erhöhte Spannung eine beachtliche Selbsterwärmung des Thermistors zur Folge hat während bei nicht überbrücktem Widerstand nur eine normale Selbsterwärmung auftritt. Die dem Thermistor durch die Heizvorrichtung zugeführte Wärme addiert sich zu der auf Grund der erhöhten Spannung im Thermistor erzeugten Stromwärme, so daß sich die Temperatur des Therinistors schneller als normal verändert. Hierdurch wird die Heizvorrichtung öfter ausgeschaltet, als es sonst der Fall wäre3 so daß sich die Schaltfrequenz der Heizvorrichtung erhöht, um auf diese Weise eine exaktere Temperatursteuerung zu erzielen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein Teil der an der Heizvorrichtung liegenden Spannung der Wechselstroniquelle über einen Transformator zur Brückenschaltung rückgekoppelt. Hierdurch kommt es zu einer Ergänzung der normalerweise dem Brückenkreis zugeführten Spannung, so daß die Spannung am Brückenkreis ausreichend angehoben wird, uni eine erhebliche Selbsterwärmung des Thermistors hervorzurufen. Diese durch Selbsterwätmung hervorgerufene Wärme addiert sich zu der Wärme, die dem Thermistor von der Heizvorrichtung zugeführt wird, so daß sich der Thermistorwiderstand schnell vermindert und es zu einer schnelleren Ab- schaltung der Heizvorrichtung kommt. Wenn die Heizvorrichtung ausgeschaltet ist, ist der Primärkreis des Rückkopplungstransformators offen, so daß die Sekundärwicklung des Rückkopplungstransformators für den Eingangskreis der Brücke einer Vergrößerung der Impedanz entspricht. Hierdurch vermindert sich die Spannung an der Brücke so weit, daß die Spannung am Thermistor wesentlich unterhalb seiner normalen Betriebsspannung liegt, so daß eine geringere Selbsterwärmung im Thermistor gegenüber der bei üblicher Betriebsspannung auftritt. Hierdurch schaltet die Brücke die Heizvorrichtung viel schneller wieder ein. Auf diese Weise wird die Heizvorrichtung in schnellem Wechsel ein- und,ausgeschaltet, um stets den zuvor festgelegten Arbeitstemperaturpegel einzuhalten.
  • Weitere Ausbildunasmerkmale er eben sich aus C 9 den Ansprüchen 4 bis 6. Für sie wird nur im Rahmen des Anspruchs, 1 Patentschutz begehrt.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dient die nachfolgende ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen" die in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht sind. In den Zeichnungen z eigt F i g. 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung und F i g. 2 ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der F i g. 1 der Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 12 den Thermistor, mit dem die Temperatur eines nicht dargestellten Blockes gemessen wird, über den Nylongarn gezogen wird. Ein Ausgangssignal, welches von einer den Thermistor 12 enthaltenden Brücke 11 kommt, wird verstärkt und zur Steuerung eines Relais 35 verwendet. Die durch das Relais 35 zu schließenden Relaiskontakte 42 schalten eine den Block beheizende Heizvorrichtun§ 53, je nachdem die Temperatur des Blockes über die gewünschte Temperatur angestiegen oder unter die gewünschte Temperatur abgesunken ist, aus oder ein. Die durch das Relais 35 geschlossenen Kontakte 43 überbrücken einen Widerstand 44, mit dem die dem Thermistor zugefühite Spannung angehoben wird, um hierdurch eine erhebliche Selbsterwärmung des Thermistors 12 hervorzurufen. Eine geringe Selbst# erwärmung erfolgt auch in dem Thermistor 12, wenn sich der Widerstand 44 in der Schaltung befindet; dies ist typisch für einen mit Nennspannung betriebenen Thermistor. Die mit der Brücke 11 gesteuerte Heizvorrichtung 53 versorgt den Block mit Wärme, um die Blocktemperatur innerhalb eines Bruchteiles eines Grades exakt a ' uf der gewünschten Temperatur zu halten. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Nylongarn mit richtiger Ziehtemperatur behandelt wird.
  • Wie in der F i g. 1 dargestellt, liegt der Thermistor 12 zwischen Klemmen 39 und 41 als ein Zweig der Brücke 11. Ein Widerstand 13, zwischen einer Klemme 40 und der- Klemme 41 bildet einen zweiten Brückenzweig. Der dritte und vierte Brückenzweig werden- von einem Potentiometer 14 gebildet, welches zwischen den Klemmen 39 und 40 eingeschaltet ist. Die Klemmen 39 und 40 bilden zwei sich gegenüberliegende Eingangsecken der Brücke, während die Memme 41 und der bewegliche Abgriff des Potentiometers 14 die zwei anderen sich gegenüberliegenden Ausgangsecken der -Brücke bilden. Eine aus dem Netz 37 gewonnene Wechselspannung wird an die Klemmen 39 und 40 über eine Sicherung 38, einen Widerstand 29 und . den Widerstand 44 zugeführt. Der Widerstand 29 bildet zusammen mit dem Widerstand 44 und der Brücke 11 einen Spannungsteiler, um eine normale Spannung an den Klemmen 39 und 40 zu erzeugen, solange sich der Widerstand 44 in der Schaltung befindet. Wenn die Kontakte 43 des Relais 35 geschlossen sind und der Widerstand 44 überbrückt ist, kommt es zu einer Erhöhung -der Spannung an den Klemmen 39 und 40 auf einen ausreichend hohen Wert, um eine merkliche Selbsterwärraung des Thermistors 12 hervorzurufen. Diese Erhöhung der Brückeneingangsspannung, die sich durch die überbrückung des Widerstandes 44 ergibt, führt zu einem erhöhten Stromfluß durch die Brücke. Dieser erhöhte Stromfluß ist ausreichend, um eine Selbsterwärmung des Thermistors 12 hervorzurufen. Diese S.elbsterwärmung vermindert den Widerstand des Thermistors 12 genauso wie die dem Block mit der Heizvorrichtung 53 zugeführte Wärme.
  • Bei dieser Schaltungsanordnung wird zwischen der Klemme 41 und dem beweglichen Abgriff des Potentiometers 14, welche als Ausgangsklemmen der Brücke 11 anzusprechen sind, ein temperaturabhängiges Wechselspannungsausgangssignal erzeugt. Bei einer vorgegebenen Einstellung des beweglichen Abgriffes wird zwischen der Klemme 41 und dem beweglichen Abgriff für eine bestimmte Temperatur, der Solltemperatur, ein Signal Null erzeugt. Wenn die Blocktemperatur über diesen Steuerpunkt ansteigt, wird zwischen der Klemme 41 und dem beweglichen Abgriff ein Ausgangssignal einer bestimmten Phasenlage erzeugt, während, sobald die Temperatur unterhalb des Steuerpunktes liegt, zwischen der Klemme 41 und dem beweglichen Abgriff ein Signal entgegengesetzter Phasenlage entsteht. Der Steuerpunkt, d. h. die Solltemperatur, kann nach oben und nach unten verändert werden, indem man in einfacher Weise den beweglichen Abgriff des Potentiometers 14 verstellt.
  • Das zwischen dem beweglichen Abgriff des Potentiometers 14 und der Klemme 41 erzeugte Ausgangssignal der Brücke 11 wird einer Prin:#ärwicklung 16 eines die Spannung heraufsetzenden Transformators 15 zugeführt, dessen Spannungsübersetzungsverhältnis beispielsweise 14: 1 beträgt. Das in einer Sekundärwicklung 17 des Transformators 15 induzierte Signal wird zwischen Basis und Emitter eines pnp-Transistors 18 zugeführt. Dieses induzierte Signal aus der Sekundärwicklung 17 wird über einen Phasenschieberkreis 19 zugeführt, der mit der Basis des Transistors 18 in Reihe geschaltet ist und aus einem Kondensator 50 mit Paraffelwiderstand 51 besteht.
  • Zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 18 -wird eine Gleichspannung zugeführt, die von einem aufgeladenen Kondensator 33 über einen Lastwiderstand 27 gewonnen wird. Dem Kondensator 33 ist ein Widerstand 32 parallel geschaltet. Die Aufladung des Kondensators 33 erfolgt aus der Spannungsquelle 37 über den Widerstand 29, einen Widerstand 30 und einen Gleichrichter 31. Das in der Sekundärwicklung 17 des Transformators 15 induzierte Signal wird mit dem Transistor 18 verstärkt. Das verstärkte Ausgangssignal entsteht am Kollektor des Transistors 18 und wird von dort über einen Widerstand 20 dem Steuergitter einer Gasentladungsröhre 21 zugeführt.
  • Der Gasentladungsröhre 21 wird aus einer Sekundärwicklung 25 eines Transformators 23 zwischen Anode und Kathode Wechselspannung zugeführt. Eine zusätzliche Sekundärwicklung 26 des Transformators 23 ist mit der Wicklung 25 verbunden. Die Speisespannung aus der Spannungsquelle 37 wird der Primärwicklung 24 des Transformators 23 über die Sicherung 38 zugeführt. Die Wicklung 25 ist so bemessen, daß sie einen 115-Volt-Ausgang liefert, während die Wicklung 26 so bemessen ist, daß sie einen 6,3-Volt-Ausgang liefert, um den Heizfaden der Gasentladungsröhre zu speisen. Der Verbindungspunkt zwischen den Wicklungen 25 und 26 ist mit der Kathode der Gasentladungsröhre 21 verbunden, während das andere Ende der Sekundärwicklung 25 mit der Anode der Gasentladungsröhre 21 über einen Widerstand 34 und die Wicklung des Relais 35 verbunden ist. Diese Anschlüsse sorgen dafür, daß zwischen Anode und Kathode der Gasentladungsröhre 21, die Wechselspannung zugeführt wird. Der Wicklung des Relais 35 ist ein Kondensator 36 parallel geschaltet. Ein Kondensator 22 verbindet das Steuergitter der Gasentladungsröhre mit der Kathode der Gasentladungsröhre.
  • Die Klemme 40, das eine Ende der Sekundärwicklung 17 des Transformators 15, der Emitter des Transistors 18, der eine Belag des Kondensators 33, der gemeinsame Verbindungspunkt der Sekundärwicklungen 25 und 26 des Transformators 23, das eine Ende der Primärwicklung 24 des Transformators 23 und die eine Klemme der Spannungsquelle 37 sind miteinander verbunden, um einen gemeinsamen Bezugspunkt für die gesamte Schaltung zu bilden.
  • Wenn das vom Transistor 18 dem Steuergitter der Gasentladungsröhre 21 zugeführte verstärkte Ausgangssignal mit der Wechselspannung zwischen Anode und Kathode der Gasentladungsröhre 21 pliasengleich ist, zündet die Gasentladungsröhre bei jeder positiven Halbwelle der Wechselspannung. Wenn die Gasentladungsröhre 21 zündet, fließt ein Strom durch die Wicklung des Relais 35, so daß die Relaiskontakte 42 und 43 schließen. Der Stromfluß in der Gasentladungsröhre 21 hört bei jeder negativen Halbwelle auf, da dann die Anodenspannung negativ ist. Das Relais 35 bleibt jedoch erregt, da der Kondensator 36 sich während jeder positiven Halbwelle auflädt und während jeder negativen Halbwelle der Wechselspannung den Stromfluß durch die Wicklung des Relais 35 aufrechterhält.
  • Das erregte Relais 35 hält die Kontakte 43 geschlossen und hierdurch den Widerstand 44 überbrückt, so daß dem Brückenkreis eine höhere Spannung zugeführt wird. Hieraus resultiert eine erhebliche Selbsterwärmung des Thermistors 12. Die vergrößerte Selbsterwännung, die sich zur Heizwirkung der Heizvorrichtung 53 addiert, führt zu einer schnellen Verkleinerung des Widerstandes des Thermistors 12. Da die Betätigung des Relaiss 35 vom Widerstand des Thermistors 12 abhängt, führt die schnelle Verminderung des Widerstandes des Thermistors dazu, daß die Heizvorrichtung 53 schneller wieder abgeschaltet wird, als bei normaler Selbsterwärmung des Thermistors. Durch die vergrößerte Selbsterwärmung des Thermistors ergibt sich eine Verkürzung der Heizperioden und eine größere Anzahl von Heizzyklen innerhalb einer vorgegebenen Zeit. Es ergibt sich somit eine gleichförmigere Beheizung, mit der die Temperatur des Blockes innerhalb sehr enger Grenzen gehalten wird.
  • Sobald die dem Steuergitter der Gasentladungsröhre zugeführte verstärkte Spannung auf Null absinkt oder ihre Phasenlage reversiert, hören die Zündungen der Gasentladungsröhre auf, so daß auch kein Strom mehr durch die Wicklung des Relais 35 fließt und das Relais 35 entregt wird. Wenn die dem Steuergitter der Gasentladungsröhre 21 zugeführte verstärkte Spannung gegenüber der Spannung an Kathode und Anode gegenphasig ist, zündet die Gasentladungsröhre nicht, da, wenn die der Anode zugeführte Spannung positiv ist, das Gitter an negativer Spannung liegt. Es ist offensichtlich, daß das dem Steuergitter der Gasentladungsröhre zugeführte Signal sehr genau phasenmäßig auf die Spannung der Gasentladungsröhre ausgerichtet werden muß. Wenn diese exakte phasenmäßige Ausrichtung nicht vorhanden ist, wird, wenn das dem Gitter der Gasentladungsröhre 21 zugeführte Signal gegenüber der Spannung an Anode und Kathode der Röhre gegenphasig sein soll, ein Teil des dem Gitter zugeführten Signals positiv, während auch die Anodenspannung der Gasentladungsröhre 21 positiv ist, so daß es zu einer Zündung der Gasentladungsröhre kommt, wenn diese nicht zünden soll.
  • Die Aufgabe des Phasenschieberkreises 19 liegt darin, eine geringe Phasenverschiebung hervorzurufen, um das verstärkte, dem Steuergitter der Gasentladungsröhre zugeführte Signal exakt phasenmäßig auf das Signal an Anode und Kathode der Gasentladungsröhre 21 auszurichten. Wenn die Schaltung auf einem weiträumigen Montagebrett aufgebaut wird, braucht im allgemeinen kein Phasenschieberkreis, wie der Kreis 19, angeordnet zu werden; wenn die Schaltung jedoch in einem Gehäuse untergebracht wird, wird vermutlich wegen der Streureaktanzen auch der Kreis 19 erforderlich.
  • Der Phasenschieberkreis 19 kann durch andere Schaltgeräte ersetzt werden, die die gleiche Funktion ausüben. Beispielsweise kann ein Phasenschieberkreis zwischen dem Emitter des Transistors 18 und dem gemeinsamen Bezugspunkt der Schaltung angeordnet werden. Die Schaltung ist jedoch am empfindlichsten, wenn der Phasenschieberkreis zwischen Sekundärwicklung 17 des Transformators 15 und der Basis des Transistors 18 vorgesehen wird.
  • Die Schaltung der F i g. 1 hat eine wesentlich größere Empfindlichkeit als irgendeine andere ältere Schaltung mit einer entsprechenden Anzahl von Bauelementen. Die Schaltung ist in der Lage, eine geringe Änderung des Widerstandes des Therinistors oder der Einstellung des Abgriffes am Potentiometer 14 zu erfassen. Worauf diese außerordentliche Empfindlichkeit zurückzuführen ist, ist nicht genau bekannt. Es wird jedoch angenommen, daß die besseren Ergebnisse mit der Wellenform des Ausganges des Transistors 18 zusammenhängen. Die Wellenform des Ausganges ist nicht die gleiche, wie die des Einganges, da der Transistor teilweise außerhalb seiner linearen Kennlinie betrieben wird. Diese Betriebsart wird dadurch erzielt, daß man an Stelle eines heruntertransformierenden Transformators, wie er sich normalerweise zur Verwendung anbieten würde, einen herauftransformierenden Transformator benutzt, welcher dem Transistorverstärker einen vergrößerten Eingang zuführt.
  • Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 2 dargestellt. Auch diese Schaltung enthält viele der Bauelemente, die auch bei den Ausführungsformen der F i g. 1 verwandt sind. Die Schaltung enthält die Brücke 11, den Transformator 15, den Phasenschieberkreis 19, den Transistorverstärker 18, die Gasentladungsröhre 21 (bei der es sich in der F i g. 2 nicht um eine Pentode, sondern um eine Triode handelt), die Heizvorrichtung 53 und die Spannungsquelle 37. Die Spannungsquelle 37 liefert die Wchselstromenergie einem Transformator 54, dessen Sekundärwicklung 55 mit den Eingangsklemmen 39 und 40 der Brücke 11 verbunden ist, um diese mit Wechselspannung zu speisen. Dem Kondensator 33 ist eiD Widerstand 32 parallel geschaltet, welcher aus der gekundärwicklung 55 des Transformators 54 über den Gleichrichter 31 aufgeladen wird.
  • Bei der Schaltung der F i g. 2 ist jedoch ein weiterer Transformator 60 vorgesehen, dessen Primärwicklung 61 an die Spannungsquelle 37 angeschlossen ist und dessen Sekundärwicklung 62 mit der elektrischen Heizvorrichtung 53 und der Gasentladungsröhre 21 in Reihe geschaltet ist. Wenn das dem Steuergitter der Gasentladungsröhre 21 zugeführte verstärkte Signal mit der positiven Anodenspannung der Gasentladungsröhre phasengleich ist, kommt es zu einem Stromfluß durch die Wicklung 62 des Transformators 60, die Heizvorrichtung 53 und die Gasentladungsröhre 21, wodurch die Heizvorrichtung 53 eingeschaltet und dem Ziehblock Wärme zugeführt wird. Die Gasentladungsröhre 21 leitet verständlicherweise nicht, wenn ihre Anodenspannung negativ ist. Auch kommt es nicht zu einem Stromfluß in der Röhre, wenn das aus dem Transistorverstärker 18 kommende Signal negativ ist.
  • I Sobald zusätzliche Wärme erforderlich wird, wird das dem Steuergitter der Gasentladungsröhre 21 zugeführte Signal positiv und phasengleich mit der positiven Anodenspannung der Gasentladungsröhre 21, Wodurch ein Stromfluß durch die Gasentladungsröhre und die Heizvorrichtung 53 zustande kommt. Wenn keine zusätzliche Wärme benötigt wird, um die zuvor festgelegte Ziehtemperatur aufrechtzuerhalten, wird das dem Steuergitter «der Gasentladungsröhre 21 zugeführte Signal negativ, wodurch ein Stromfluß durch die Röhre 21 und eine Betätigung der Heizvorrichtung 53 verhindert wird. Ein an die Spannungsquelle 37 angeschlossener Transformator 65 versorgt die Kathode der Gasentladungsröhre 21 mit Heizstrom.
  • Ein Rückführungstransformator 66 ist mit seiner Sekundärwicklung 67 in den Eingangskreis der Brücke 11 eingeschaltet, während die zugehörige Primärwicklung 68 der Heizvorrichtung 53 parallel geschaltet ist. Eine Neonröhre 70 ist mit der Primärwicklung 68 des Transformators 66 in Reihe geschaltet" um einen Stromfluß durch diese Wicklung 68 zu verhindern, wenn die Heizvorrichtung 53 nicht in Betrieb ist. Die Neonröhre 70 dient auch als Anzeigedigan für die Einschaltung der Heizvorrichtung 53. Eine Sekundärwicklung 75 und die Wicklung 55 des Transformators 54 sind zusammengeschaltet, um einen Kondensator.71 aufzuladen und über ein Potentiometer 72, eine zuvor festgelegte Spannung an der Kathode der Gasentladungsröhre 21 aufrechtzuerhalten.
  • Im -Betrieb der Schaltung der F i g. 2 wird der Brücke 11 über die Sekundärwicklung 55 des Transformators 54 eine Wechselspannung zugeführt. Wenn die Temperatur des Blockes unter die gewünschte Arbeitstemperatur absinkt, erzeugt die Brücke 11 ein Ausgangssignal, welches mit der Anodenspannung der Gasentladungsröhre im wesentlichen gleichphasig ist. Dieses Signal, welches zur exakten phasenmäßigen Ausrichtung auf die Anodenspannung der Gasentladungsrölfre mit dem Phasenschieberkreis 19 phasenverschoben wird, wird mit dem Transistor 18 verstärkt und dann als verstärktes Signal dem Steuergitter der Gasentladungsröhre 21 zugeführL Hierdurch kommt die Gasentladungsröhre 21 zum Leiten. Ein Stromfluß in der Gasentladungsröhre 21 fährt zu einem Stromfluß durch einen Kreis, welcher die Sekundärwicklung 62 des Transformators 60, die Heizvorrichtung 53 und die Gasentladungsröhre 21 enthält. Durch den Stromfluß in der Heizvorrichtung 53 wird dem Block Wärme zugeführt, um dessen Temperatur anzuheben.
  • Die iin eingeschalteten Zustand an der Heizvorrichtung 53 anliegende Spannung wird über den Transformator 66 dem Eingangskreis der Brücke 11 mitgeteilt. Die Spannung an der Heizvorrichtung 53 ist ausreichend groß, um die Neonröhre 70 zu ionisieren, so daß ein Wechselstrom durch die Primärwicklung 68 fließt und in der Sekundärwicklung 67 eine Spannung induziert. Diese induzierte Spannung addiert sich zu der in der Sekundärwicklung 55 des Transformators 54 induzierten Spannung, um die zwischen den Eingangsklemmen 39 und 40 der Brilcke zugeführte Spannung zu vergrößeren. Die Wirkung ist die gleiche wie bei dem vorbeschriebenen Aüsführungsbeispiel.
  • Wenn die Heizvorrichtung 53 nicht eingeschaltet ist, liegt keine Spannung an der Heizvorrichtung 53, so daß dann auch die Neonröhre 70 gelöscht ist, um einen Streustromfluß in der Primärwicklung 68 des Rückführungstransformators 66 zu verhindern und eine Anzeige dafür zu geben, daß die Ileizvorrichtung 53 abgeschaltet ist. Da in- der Primärwicklung 68 kein Strom fließen kann, arbeitet die Sekundärwicklung 67 des Transformators 66 als Impedanz des Eingangskreises der Brücke 11, wodurch die den Eingangsklemmen 39 und 40 zugeführte Spannung wesentlich vermindert wird. Bei dieser wesentlich verminderten Spannung liegt die dem Thermistor 12 zugeführte Spannung wesentlich unterhalb der normalen Nennspannung des Thermistors. Wenn ein Thermistor mit seiner Normal- oder Nennspannung betrieben wird, ergibt sich in ihm eine gewisse Selbsterwärmung, da im Thermistor Energie verzehrt wird. Bei wesentlich niedrigerer Spannung tritt jedoch im Thermistor nur eine sehr geringe oder keine Selbsterwärmung auf. Dies ist der Fall, wenn die Heizvorrichtung 53 abgpschaltet ist und die Wicklung 67 als Impedanz im Brückeneingangskreis wirkt. Diese untemormale Selbsterwärinung führt zu einer wesentlich schnelleren Vergrößerung des Widerstandes des Thermistors 12 gegenüber dem Normalfalt -mit normaler Selbsterwärmung. Hierdurch wird dann wieder-, um die Heizvorrichtung 53 schneller wieder eingeschaltet als -bei normaler Selbsterwärmung. Die Ausschaltperiode der Heizvorrichtung 53 ist- daher kurzer als normal, wodurch die Schaltfrequenz der Heizvorrichtung 53 -vergrößert wird, um den Block, über den das Nylongam gezogen wird, noch gleichmäßiger zu erwärmen. - ,Wenn die Heizvorrichtung 53 eingeschaltet ist, vergrößert der der Heizvorrichtung parallelgeschaltete Rückführungstransformator 66 die dem Thermistor 12 zugeführte Spannung auf einen übemormalen Wert. Hierdurch ergibt sich eine erhebliche Selbsterwärmung des Thermistors, so daß sich dessen Widerstand schnell vermindert, um die Einschaltpgriode der Heizvorrichtung zu verkürzen. Wenn die Heizvorrichtung 53 eingeschaltet ist, wirkt die Sekundärwicklung 67 als Impedanz des Brückeneingangskreises, wodurch die dem Thermistor 12 zugeführte Spannung auf einen untemormalen Wert vermindert wird. Bei dieser verminderten Spannung ergibt sich nur eine geringe oder keine Selbsterwärinung des Thermistors 12. Der Widerstand des Thermistors steigt dann schnell an, um die Aussehaltperiode der Heizvorrichtung 53 zu verkürzen. Da sowohl die Einschalt- als auch die Ausschaltperiode verkürzt sind, vergrößert sich die Schaltfrequenz der Heizvorrichtung 53, um eine gleichförmigere Wärmezufuhr zum Block zu bewirken. Hierdurch ergibt sich eine sehr genaue Steuerung der Blocktemperatur.
  • Die Schaltungen wurden als Temperaturregler für das Warmziehen von Nylongarn beschrieben. Diese Schaltung kann selbstverständlich auch für andere Temperaturregler angewandt werden, einschließlich solcher, bei denen der gesteuerte Teil, anstatt erwärmt zu werden, gekühlt wird.
  • Die zuvor beschriebenen speziellen Ausführungsformen lassen sich in vielen Punkten abwandeln, ohne vom Grundgedanken und dem Rahmen der Erfindung abzuweichen, die durch die nachfolgenden Patentansprüche begrenzt wird.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Temperaturregler mit einem Heißleiter (Thermistor) als Temperaturfühler in Brückenschaltung und einem Relais zum gleichzeitigen Einschalten der Heizvorrichtung (Kühleinrichtung) und einer thermischen Rückführung beim Unterschreiten (überschreiten) der Solltemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Rückführung bewirkt wird durch Erhöhen der Brückenspannung, wodurch sich der Heißleiter(12) über die Betriebstemperatur hinaus erwärmt und durch Absinken seines Widerstandes das Brückengleichgewicht wiederherstellt.
  2. 2. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brücke (11) die Speisespannung über einen Vorschaltwiderstand (44) zugeführt und dieser durch das Relais (35) beim Einschalten des Stellgliedes (53) kurzschließbar ist (Kontakte 43). 3. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brückenspeisekreis die Primärwicklung (67) eines Transformators (66) liegt, dessen Sekundärwicklung (68) dem Stellglied (53) parallel geschaltet ist. 4. Temperaturregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenschaltung (11) zur Verstärkung des Ausgangssignals ein Verstärker, insbesondere ein Transistorverstärker (18), nachgeschaltet ist, welcher das Stellglied (53) speist. 5. Temperaturregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Brückenschaltung (11) und dem nachgeschalteten Transistorverstärker (18) ein die Spannung heraufsetzender Transformator (15) angeordnet ist. 6. Temperaturregler nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Gasentladungsröhre (21), über die bei Signalen der einen Phasenlage das Stellglied (53) gespeist wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 946 016; »Elektrotechnik«, August 1958, S. 243; »Kunststoff-Rundschau«, Januar 1955, S. 32; Firmendruckschrift Siemens & Halske A. G., »Neue Regler für Heizung und Lüftung, SH 4302, 12555 Ca2.
DEC22143A 1959-08-14 1960-08-13 Temperaturregler Pending DE1223182B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE946016C (de) * 1941-03-29 1956-07-19 Aeg Temperatur-Regler

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