PL103995B1 - Termoregulator mostkowy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest termoregulator mostkowy znajdujacy zastosowa¬ nie w termostatach wszelkiego rodzaju, w sprzecie fotograficznym, medycznym, w narzedziach pracy jak lutownice, aparaty fryzjerskie, suszarki itp.; w sprzecie gospodarstwa domowego jak prodize, piecyki, kuchenki, podgrzewacze cieczy itp. Ter¬ moregulator ten nadaje sie szczególnie do regu¬ lacji temperatury wlókien zarowych zródel swia¬ tla, zwlaszcza w sprzecie do reprodukcji foto¬ graficznej, np. w powiekszalnikach oraz w przy¬ rzadach optycznych, w których wymagana jest wysoka stabilnosc intensywnosci oswietlenia i dlu¬ gosci fali swietlnej, np. w monochromatorach itp.

Stan techniki. Znany jest z opisu patentowego wynalazku pt.: „Elektryczny termoregulator ze sprzezeniem", patent polski nr 33369, termoregu¬ lator skladajacy sie z rezystancyjnego mostka i wzmacniacza sygnalu o czestotliwosci akustycz¬ nej o duzym wzmocnieniu. Wyjscie wzmacniacza jest polaczone z jedna z przekatnych mostka, zas jego wejscie z druga przekatna. Rezystory mostka sa wykonane parami z materialów róznia¬ cych sie miedzy soba wspólczynnikiem tempera¬ turowym rezystancji. Mostek spelnia funkcje grzejnika i zarazem czujnika temperaturowego.

Na wyjsciu wzmacniacza znajduje sie stopien mo¬ cy, który dostarcza mocy grzejnej o czestotliwosci akustycznej. Moc ta jest przylozona do zacisków wejsciowych mostka.

W okreslonej temperaturze mostek jest w rów¬ nowadze. W mostku tym uzyskuje sie sprezenie dodatnie lub ujemne, zaleznie od kierunku zmia¬ ny temperatury, rozmieszczenia oporów w gale¬ ziach mostka oraz wzajemnej fazy napiec wejscia i wyjscia wzmacniacza. Faze napiec dobiera sie w ten sposób, aby uzyskac dodatnie sprezenie zwrotne. Przy zimnym termostacie mostek wpro¬ wadza male tlumienie i amplituda drgan na skutek silnego sprzezenia zwrotnego jest duza.

W trakcie podgrzewania mostek zbliza sie do sta¬ nu równowagi i jego tlumienie rosnie, w zwiazku z czym jego sprezenie zwrotne jest slabsze i ma¬ leje amplituda drgan, a równoczesnie z nia moc grzejna dostarczana do termostatu, az do chwili gdy moc dostarczana zrówna sie z moca oddawa¬ na. Wyjsciowe napiecie wzmacniacza, sterujace mostek, nie ma wartosci stalej, a w kazdej chwili uzaleznione jest od aktualnej temperatury we¬ wnetrznej termostatu.

Opisany termoregulator tym sie charakteryzuje, ze poniewaz caly mostek jest grzejnikiem — jego miniaturyzacja jest ograniczona, co zaweza jego zakres stosowania. Stosowany w znanym termo¬ regulatorze wzmacniacz z autogeneratorem ma rozbudowany uklad, co wplywa niekorzystnie na jego niezawodnosc. Rozwiazanie to nie pozwala na umieszczenie mostka w znacznej odleglosci od wzmacniacza, poniewaz wymagany jest dobór cze¬ stotliwosci pracy ukladu. 103 995103 995 3 Istota wynalazku. Przedmiotem wynalazku jest termoregulator mostkowy zawierajacy wzmacniacz i rezystancyiny rnosteh:. którego co najmniej je¬ den rezystor jest zarazem grzejnym elementem o znanej zaleznosci wspólczynnika temperaturo¬ wego rezystancji i którego jedna z przekatnych jest polaczona z wejsciem wzmacniacza, zas dru¬ ga ze zródlem napiecia przemiennego. Termore¬ gulator ten jest ponadto wyposazony w samopod- trzymujacy sie dwustanowy element, którego ste¬ rujace wejscie jest polaczone z wyjsciem wzma¬ cniacza, zasilanego z tego samego zródla napecia przemiennego co mostek. Ten wierzcholek mostka, który jest zarazem polaczony z jednym z wej¬ sciowych zacisków wzmacniacza i z jedna z kon¬ cówek grzejnego rezystora, jest jeszcze ponadto przylaczony, poprzez ; dwustanowy element, do przeciwnego zacisku zródla napecia niz ten, z któ¬ rym jest polaczony wierzcholek mostka przylaczo¬ ny do drugiej koncówki grzejnego rezystora. Za¬ leznie od potrzeb, wyniklych z przeznaczenia, w te galaz mostka, w której znajduje sie grzejny rezystor moze byc ponadto wlaczony wyrównaw¬ czy rezystor, przylaczony z jednej strony do wierz¬ cholka mostka polaczonego ze wzmacniaczem, zas z drugiej strony do grzejnego rezystora, przy czym ich wspólny wezel jest polaczony z dwusta¬ nowym elementem.

Zalety rozwiazania zgodnego z wynalazkiem sa nastepujace. Ze wzgledu na to, ze energia do grzejnego rezystora jest dostarczana bezposrednio przez sterowany element dwustanowy, uklad ma duza niezawodnosc pracy, /zwlaszcza przy uzyciu pólprzewodnikowych elementów. Z uwagi na pro¬ stote ukladu i mozliwosc zastosowania elementów scalonych, termoregulator ma bardzo male wy¬ miary i mase. Do prawidlowego dzialania ukladu wystarczajace.. jest zastosowanie rezystora grzej¬ nego ulokowanego tylko w jednej galezi mostka, co znacznie upraszcza zdalne sterowanie, gdyz za¬ równo moc grzejna jak i sygnal pomiarowy sa przesylane tymi samymi przewodami. Dzieki temu szybkosc regulacji jest duza, gdyz unika sie okre¬ su potrzebnego do przejscia ciepla od grzejnika, poprzez posredniczace medium, do czujnika tem¬ peratury, jak to ma miejsce w konwencjonalnych rozwiazaniach. Ma to szczególne znaczenie dla stabilizacji i regulacji strumienia swietlnego zaro¬ wych zródel swiatla, co zwlaszcza w dziedzinie urzadzen fotooptycznych stwarza nowe mozliwosci automatyzacji procesów reprodukcyjnych i pod¬ wyzszenia jakosci reprodukcji.

Objasnienie rysunku. Przedmiotem wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym jest przedstawiony schemat polaczen termoregulatora mostkowego.

Przyklad wynalazku. Przykladowy uklad termo¬ regulatora mostkowego, zgodny z wynalazkiem, przedstawia sie nastepujaco. Rezystancyjny mo¬ stek 1 zbudowany jest z nastawnego rezystora 2, dwóch stalych rezystorów 3 ulokowanych kazdy w innej galezi mostka 1 oraz grzejnego rezysto¬ ra 3 i wyrównawczego rezystora 5, polaczonych ze soba szeregowo, znajdujacych sie w jednej ga¬ lezi mostka 1, lezacej na przeciwko tej galezi, 4 w której jest nastawczy rezystor 2. Grzejny rezy¬ stor 4 stanowi grzejnik termostatu. Jedha prze¬ katna AB mostka 1 jest polaczona z wejsciem wzmacniacza 6, zbudowanego ze scalonego rózni- cowego wzmacniacza 7, którego nieodwracajace i odwracajace wejscia sa polaczone dioda, zas: kazde z nich jest polaczone z wejsciowymi "zacis¬ kami wzmacniacza 6 poprzez rezystor oraz ponad¬ to z diody 8 Zenera i tranzystora 9. Wyjscie róz- nicowego wzmacniacza 7 jest poprzez rezystor po¬ laczone z katoda diody 8 Zenera, anoda której jest polaczona do bazy tranzystora 9. Termoregu¬ lator zawiera ponadto dwustanowy element, któ¬ rym jest tyrystor 10. Druga przekatna CD mostka. 1 jest polaczona ze zródlem 11 napecia przemien¬ nego poprzez jednopolówkowy diodowy prostow¬ nik 12. Z tego samego zródla 11 napiecia jest za¬ silany, równiez przez prostownik 12, róznicowy wzmacniacz 7. Emiter tranzystora 9 jest poprzez 21 s rezystor 13 polaczony z jednym z zacisków zród¬ la 11 napecia. Kolektor tranystora 9 jest polaczo¬ ny z katoda dodatkowej diody 14, której anoda stanowi wyjscie wzmacniacza 6 i jest polaczona, z bramka tyrystora 10. Anoda tyrystora 10. jest polaczona z drugim zaciskiem zródla 11 napiecia, tym samym z którym jest polaczona anoda pro¬ stownika 12. Katoda tyrystora 10 jest polaczona, ze wspólnym wezlem utworzonym przez polacze¬ nie grzejnego rezystora 4 z wyrównawczym rezy— storem 5, przy czym druga koncówka tego re¬ zystora 5 jest polaczona z wierzcholkiem B mostka. 1, który jest przylaczony do wejsciowego zacisku wzmacniacza 6, natomiast druga koncówka grzej¬ nego rezystora 4 jest polaczona z wierzcholkiem D* mostka 1 i zarazem z tym samym zaciskiem zród¬ la 11 napiecia, z którym jest polaczony emiter tranzystora 9.

Dzialanie termoregulatora jest nastepujace. Mo¬ stek 1 jest zasilany jedna polówka napecia prze- 40 miennego, podawanego stale na jego przekat¬ na CD. W okreslonej, wybranej temperaturze, ustalonej jako zadana temperatura pracy termo¬ statu, nastawnym rezystorem 2 równowazy sie- mostek tak, aby sygnal wyjsciowy wzmacniacza 6,_ 45 sterujacy tyrystorem 10, byl równy zeru. Przy obnizeniu sie temperatury termostatu w stosunku do wartosci zadanej, na przekatnej AB mostka 1 pojawia sie sygnal napieciowy, który powoduje wysterowanie wzmacniacza 6, a tym samym wy- 50 sterowanie tyrystora 10, który zaczyna przewodzic- i powoduje przylaczenie samego grzejnego rezy¬ stora 4 do zródla 11 napecia, przez który plynie podczas tego pólokresu dodatkowy prad, którego wartosc jest uwarunkowana wartoscia rezystancji 55 grzejnego rezystora 4 i jest wielokrotnie wieksza od wartosci natezenia pradu plynacego przez re¬ zystor 4 w stanie zrównowazenia mostka. Podczas* nastepnego pólokresu mostek 1 nie jest zasilany, zas tyrystor 10 jest w stanie nieprzewodzenia- oo Podczas nastepnego pólokresu wystepuje ponowne próbkowanie ukladu i w przypadku, gdy tempe¬ ratura termostatu rózni sie od zadanej, cykl pra¬ cy powtarza sie. Gdy róznica temperatur, regulo¬ wanej i zadanej, miesci sie w strefie nieczuloscf ob wzmacniacza 6, wówczas tyrystor 10 nie prze-103 995 wodzi. Uklad nie pozwala na przegrzewanie sie grzejnego rezystora 4, a zatem termostatu, poza zadana temperatura. W termoregulatorze wedlug wynalazku grzejny rezystor 4 jest elementem cal¬ kujacym energie grzejna, dostarczana impulsami pradowymi w takt przewodzenia tyrystora 10.

W zwiazku z tym regulator ten ma charakte¬ rystyke zblizona do regulatora proprcjonalno-cal¬ kujacego, dzieki czemu okres przejsciowy regula¬ cji jest krótki, a odchylka regulacji jest mala.

W przykladowym termoregulatorze o wymiarach gabarytowych 50 X 30 X 20 mm i mocy grzejnika 100 watów, uzyskano dokladnosc regulacji nie nizsza niz 1%, w stosunku do regulowanego za¬ kresu temperatury od 50°C do 450°C.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Termoregulator mostkowy zawierajacy wzma¬ cniacz i rezystancyjny mostek, którego co naj¬ mniej jeden rezystor jest zarazem grzejnym rezy¬ storem o znanej zaleznosci wspólczynnika tempe¬ raturowego rezystancji i -którego jedna z przekat¬ nych jest polaczona z wejsciem wzmacniacza, zas druga ze zródlem napiecia przemiennego, zna¬ mienny tym, ze jest ponadto wyposazony w samo- podtrzymujacy sie dwustanowy element (10), któ¬ rego sterujace wejscie jest polaczone z wyjsciem wzmacniacza (6) zasilanego z tego samego zród¬ la (11) napiecia przemiennego co mostek (1), na¬ tomiast ten wierzcholek (B) mostka (1), który jest polaczony z jednym z wejsciowych zacisków wzmacniacza (6) i zarazem z jedna koncówka grzejnego rezystora (4) jest jeszcze ponadto przy¬ laczony, poprzez dwustanowy element (10), do drugiego, innego zacisku zródla (11) napiecia niz ten z którym jest polaczony wierzcholek (D) most- 10 15 20 25 30 ka (1), przylaczony do drugiej koncówki grzejnego rezystora (4).

2. Termoregulator mostkowy wedlug zastrz. 1,' znamienny tym, ze samopodtrzymujacym sie dwu¬ stanowym elementem jest tyrystorowy element (10), zas wzmacniacz (6) jest zbudowany z tranzy¬ stora (9), diody (8) Zenera oraz, znajdujacego sie na jego wejsciu, róznicowego wzmacniacza (7), którego wyjscie jest poprzez diode (8) Zenera po¬ laczone z baza. tranzystora (9), którego emiter jest poprzez rezystor (13) polaczony z jednym z zacis¬ ków zródla (11), napiecia, do którego jest ponadto przylaczony zacisk zasilajacy róznicowego wzmac¬ niacza (7) i zarazem ten zasilany wierzcholem (D) mostka (1), który jest polaczony z pierwsza kon¬ cówka grzejnego rezystora (4), natomiast kolektor tego tranzystora (9) jest polaczony z dodatkowa dioda (14), której anoda stanowi wyjscie calego wzmacniacza (6) i jest polaczona z bramka tyry¬ storowego elementu (10), którego jedna elektroda jest polaczona z druga koncówka grzejnego rezy¬ stora (4), zas druga elektroda tyrystorowego ele¬ mentu (10) jest polaczona z drugim zaciskiem zródla (11) napiecia i zarazem z anoda prostow¬ nika (12), którego katoda jest polaczona z drugiim zasilajacym zaciskiem róznicowego wzmacniacza (7) i drugim zasilanym wierzcholkiem (C) mostka (1).

3. Termoregulator mostkowy wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze w te galaz mostka (1), w której znajduje sie grzejny rezystor (4), jest ponadto wlaczony wyrównawczy . rezystor (5), przylaczony z jednej strony do wierzcholka (B) mostka (1) polaczonego z wzmacniaczem (6), zas z drugiej strony do grzejnego rezystora (4), nato¬ miast ich wspólny wezel jest polaczony z dwusta¬ nowym elementem (10).