DE1523318A1

DE1523318A1 - Verbesserungen bei der Temperaturregelung bei Vielfach-Vorgaengen

Info

Publication number: DE1523318A1
Application number: DE19621523318
Authority: DE
Inventors: Fielden John Ernest
Original assignee: Fielden Electronics Ltd
Current assignee: Fielden Electronics Ltd
Priority date: 1961-02-07
Filing date: 1962-02-06
Publication date: 1969-06-12
Also published as: GB954560A; US3166246A; CH389066A

Description

Berlin, den 6.Februar 1962
Pf/tfn

leiden Electronics Limited,

Pos ton Road, Unthensha*e Ifunchester 22, Lancashire, England

der
" Verbesserungen bei/Temperaturregelung bei Vielfach-VorgUngen.

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden britischen provisional Λρρ1η*Νο·4501 vom 7.Februar 1661 und der coaplete specification pursuant thereto von 22,Januar 1962 In Anspruch genommen.

In vielen industriellen Vorgängen ist es erwünscht, eine große Anzahl von Einheiten auf einer bestirnten, konstanten Temperatur zu halten und die Regelung jeder Einheit »ird kompliziert und teuer, wenn man nicht einfache Ausdehnungselernente, wie zum Beispiel BiMetullstreifen, Dehnungeflüssigkeit, Dehnungestangen u.s.w. verwendet. Jedoch ist die Stabilität solcher Elemente über längere Zeiten nicht zufriedenstellend, da sich die Elastizitätskonstanten ändern« Elektronische Regelung ist bereits verwendet worden, jedoch bringt dieses ¹WlVteiIe mit ftich, dass entweder ein geeignetes iteiieleinenL, gewöhnlich ein rhcrmoelernent, Verwendung findet, das einfacli und billig ist, jedoch wegen seiner schwachen Leistung aufwendiger Vergtärkung bedarf, uia eine jeufrieden-

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Neue Unteriaaeii iAr«./_u„, ,^***

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stellend· Regelung su gewährleisten oder does eine Wideretandalaupe verwendet wird, die einen auereichenden Stroe führen kenn und deren Ausgang relativ billig zur Regelung hei angesogen «erden kunn; eine präxisionageeiciite aiderstandslaepe jedoch ist teuer· Gegenstand dor vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserte Teaperaturregelungseinricutung, die relativ billig 1st·

üeaäß vorliegender Erfindung v»ird ein ungeeicbter I %

widerstand von geeiejmetesi Temperaturkoeffizienten in jeder su regelnden lie ix zone angebrucht, und jeder derartige ttidersian* wedd nit eine· Regelwideretand In Serie geschaltet_t dessen Regelbereich es ermöglicht, bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die in Serie geschaltete Kombination, die Spannung*· abfalle an allen ungeeichten Widerständen unabhängig von den einzelnen Widerstandswerten gleich su machen, wobei die Spannung zwischen ungeliebte« widerstand und ttegelwiderstand alt einer der gewünschten Temperatur entsprechenden Verglelchsspannung verglichen wird« und das resultierende Signal zur Regelung eines Heizelementes in der entsprechenden lieIzzone verwendet

Die ungeeichten Widerstände können Drähte sein, die

um geeignete Elemente in den Ileiszonen gewunden werden oder sonstwie darauf befestigt werden. Beispiele für geeignete Orahtmateriullcn sind Kupfer, Platin und Nickel· Es können auch Thermistoren verwendet werden»

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, wolei: Abb» 1 ein Netzdlagmaun einer Teeperaturregelvorricutung zeigt, Abb. 2 ein Netzdia-;ranim einer Verstärkeranordrung, wie sie für die Vorriclttung in Abb.l verwendet werden kann,darstellt, Abb." ein Netzdiagramm einer Abwandlung dor Verstürkeranordnus, gemäß Abb. 2 darstellt.

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Au· Gründen der überei htlichkeit werden nur drei Heiszonen 1 in Abb. 1 dargestellt, Jedoch kann je nach Erfordernis jed* benötigte Anzahl vorgesehen werden. Eine typische Anwendung der Erfindung 1st bei Verarbeitung ästhetischer Garne auf Rahmen gegeben, wobei die Garne durch eine Vielzahl von Heiszonen geführt Herden , die alle genau auf konstanter Temperatur gehalten werden Müssen.

Jede Heizsonne besteht aus einest Heizkörper 2 und einest Fühlwiderstand 3 ; in Serie alt jede« ttiderstand 3 zwischen den Speiseuchienen 4 und 5 befindet sich ein Regelwideretand 6. Die Widerstände 3 bestehen alle aus einem einheitlichen Material, jedoch brauchen ihre absoluten Uideratandswerte für eine gegebene Temperatur Heder gleich noch bekannt zu sein· i-ie Spannungen an den Verbindungsstellen 7 zwischen den Widerständen 3 und 6 werden für eine beliebige Temperatur, zum Beispiel Zimmertemperatur, einander < ngeglichen, sodass danach, entsprechend der Temperatur, die Spannungen an allen Verbindungsstellen 7, den gleichen ttert haben, wenn alle Hei?zoneη 1 die gleiche Temperatur aufweisen.

Der Heizkörper 2 jeder lleizzone wird durch einen Regler β in Abhängigkeit von den Ergebnissen eines Vergleiches zwischen der jeweiligen Verbindungsstellenspannung und einer Vergleichsspannung geregelt, wobei eine Vergleichsspannung von einer Schiene 9 abgegriffen wird, die den gewünschten Temperaturen der Heizzonen entspricht und von einer Potentiometerschaltung geliefert wird, die aus festen Widerständen 10 und und einem entsprechend geeichten Regelwiderstand 12 besteht, wobei die Vergldchsspannung vom Schieber 14 abgenommen wird« Nötigenfalls kann ein i»pedanaverringernder Verstärker zwischen den Schieber 14 und die Schiene 9 geschaltet werden.

Abb. 2 zeigt eine Verstärk eranordnung, die für

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jeden der Regler 8 in Abb. 1 verwendet werden kann. Die Verstärkeranordnung besteht aus einer- Vorverstärker·tute, die aus einen transistor 20 besteht, wobei die Schiene 9 nit der Eingangsklemoe 21 und die Vernlndungsstelle 7 «it der Eingangs· kleinste 22 verbunden ist. So wier das Differenzsignal in Transistor 20 verstärkt und in eine Pbaeenvergleichsetufe gegeben, die aus einen Transistor 23 besteht, wobei das verstärkte Differenxsignal an die Basiselektrode und ein Wechselspan» nungsslgnul als Vergleichsphase über einen Gleichrichter 24 an den Kollektor gelegt wird. Das resultierende Ausgangesignal, das jetzt sowohl übe das Vorseiffhen als auch über die Größe der Different; zwischen der Vergleichsspannung und der Spannung an der Verbindungsstelle 7 Aufschluß gibt, wird ist leletungsverstärkenden Transistor 25 verstärkt, der in seinen Kollektor« kreis eine Kontrollwindung 26 einer sättigbaren lieaktanzanordnung 27 enthält, deren Hnuptwindungen 26 mit dem Heiskörper 2 der lieiczone 1 in Serie ge.-ehaltet sind* Eine änderung des Stromes in dor Kontrollwindung 26 ändert den Widerstand der Vtindun .en 28 und daher auch den Leiatungsverbrauch üee Iieiakörpers 2. Eine Hindung 29 für positive Rückkopplung, die nit den Gleichstrom von einen BrUckengleichrichter 30 über einen Kontrollwideratand 31 gespeist wird, wird von dem Spannungsabfall längs des Hei «körpers erregt und unterstützt soiuit die Viirkung des Reaktors.

Der Reaktor 27 kann durch eine Halbleitervorrichtung ersetzt werden, wie sun Beisüiel durch einen Leistungstransiatj für gerinne Leistungen oder durch einen Siliciumgleichrichter i für höhere Leistungen. V,ie in Abb.3 dargestellt, wird der Ausgang eines Transistors 25 in einem Siliziuffigleichrichter 33 über die Klemmen 32 gegeben, der den zu regelnden Heizkörper 2

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in seine« Kollektorkreis enthält. Bei der besonderen Anwendung für die Bearbeitung von Garnen kann ein Inforaatlonskanal er·*- ttünecht sein , ua erstens eine genau Einstellung «u erträglichen und um zweitens die dauernde überwachung des Vor^an^es su gewährleisten. Zu diesem Zueck können Thermo-ilemente in die Heizasonen eingebaut werden,und sit Hilfe der Thereoepannung jedes Theraoeleaentes in jeder Heiszone kann die Anlage eingestellt »erden·

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Claims

Berlin, den 21. Mai 1%4
Pf/Di/Ld

F 35 %5_IXb/42q
Fielden Electronic· Ltd«

Neuer Patentanspruch 1

Anordnung zur Temperaturregelung für Bt- und Verarbeitungsmasohinen mit mehreren Heiszonen, deren jede auf derselben Temperatur gebalten werden muß« die innerhalb eines Bereiche» einstellbar ist, gekennzeichnet durch einen in jeder zu regelnden Heizzone angeordneten ung·- eichttn Widerstand mit einem geeigneten Temperaturkoeffizienten und einen Rollwiderstand, der mit jedem ungeeichten Widerstand in Reihe geschaltet ist, wobei der Regelbereich eines jeden Regelwiderstandes so bemessen ist, daß die Spannungsabfall· an den ungeeichten Widerstanden unabhängig von den einzelnen Widerstandegrößen einander angeglichen werden, wenn an die in Reihe geschaltete Widerstandekombination eine Spannung gelegt wird, und daß aus dem Vergleich der Spannung an jeder Verbindungsstelle zwischen ungeeichtem Widerstand und Regelwiderstand mit einer der gewünschten Temperatur entsprechenden Vergleichsspannung resultierende Signal zur Regelung eines Heizkörpers in der entsprechenden Heizzone diente

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2·) Anordnung nacb Ansprucb 1, dadurch gekennseiebnet, daß der ungeeiobte Widerstand und der Regelwiderstand iwei benachbarte Glieder einer Brückensohaltung darstellen und die anderen beiden Glieder aus einer Fotentiometerscbaltung besteben, die mit einer verstellbaren Anzapfstelle zur Regelung der Yergleicbsspannung verseben ist, wobei das Differenzsignal aus den Spannungen der Anzapfstelle und der Verbindungsstelle zwischen dem ungeeichten und dem Regelwiderstand gebildet wird.

3·) Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung mit Wechselstrom gespeist wird und das Differenzsignal in einen pbasenempfindliehen Verstärker gegeben wird, dessen Ausgangssignal auf das Vorzeichen und die Größe des Differenzsignals schließen läßt.

4·) Anordnung nach Anspruch 3, iadurcb gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des phasenempfindlieben Verstärkers in die Kontrollwirkung eines sättigb»ren Reaktors, der mit dem Heizkörper in der entsprechenden Heizzone in Serie geschaltet ist, geleitet wird·

5·) Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des phasenempfindlichen Verstärkers die Kontrollelektrode einer Halbleitervorricbtung speist, die mit dem heizkörper in der entsprechenden Heizzone in Serie geschaltet ist«

6.) Anordnung nacb irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Heizzone zum Zwecke der Temperaturanzeige für die Heizzone ein Thermoelement

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