Przedmiotem wynalazku jest cyfrowy regulator temperatury z odczytem mierzonej tempera¬ tury, przystosowany do wspólpracy z maszyna cyfrowa w systemie zbierania i przetwarzania danych.Wynalazek dotyczy automatycznej i ciaglej regulacji i pomiary temperatury z duza dokladnos¬ cia, zwlaszcza w kriostatach. Do badania zjawisk fizycznych prowadzonych w kriostatach w zakresie niskich temperatur konieczne sa uklady niskich temperatur o duzej dokladnosci stabiliza¬ cji i malej bezwladnosci. Konieczne jest zapewnienie mozliwosci plynnej regulacji stabilizowanej temperatury oraz staly, dokladny odczyt tej temperatury.W znanych rozwiazaniach regulatorów temperatury, stosowanych równiez do temperatur kriogenicznych stosuje sie analogowe uklady regulacji temperatury skladajace sie z czujnika temperatury zasilanego ze zródla pradowego, regulatora ze wzmacniaczem, bloku grzejnego i bloku zadawania.Niektóre ze znanych regulatorów posiadaja wyjscia przystosowane do analogowej rejestracji wielkosci sygnalu mierzonego przez krzemowy czujnik temperatury.Znany jest równiez z polskiego opisu patentowego nr 100220 uklad umozliwiajacy pomiar i regulacje temperatury, ze srednia dokladnoscia, zasadniczo w wielu obiektach. Uklad posiada dekadowy licznik impulsów, blok sterujacy, bloki pamieci temperatury, dekodery, zespoly wska¬ zników cyfrowych, kontaktronowe przetworniki cyfrowo-analogowe orazdwupolozeniowe regu¬ latory temperatury, przy czym wyjscie kazdego z dwupolozeniowych regulatorów temperatury, nalezacego do pomiarowego ukladu mierzacego temperature w poszczególnym obiekcie jest pola¬ czone kazdorazowo z jednym wejsciem wspólnego dla wszystkich obiektów bloku sterujacego, który jest polaczony dodatkowo z zespolem ukladów regulacji temperatury poprzez wejscie blokujace pomiar temperatury oraz poprzez wyjscie blokujace dzialanie ukladów regulacji temperatury.Znane uklady nie zapewniaja wymaganej w kriostatach dokladnosci regulacji temperatury lub nie realizuja dokladnego jej pomiaru, a takze nie pozwalaja na wspólprace z systemem cyfrowego sterowania i przetwarzania danych.2 133000 Celem wynalazku jest skonstruowanie urzadzenia sluzacego do regulacji i pomiaru tempera¬ tury w szerokim zakresie temperatur, z rozdzielnoscia 0,1K, z odczytem cyfrowym temperatury, pracujacego autonomicznie lub w zautomatyzowanym systemie pomiarowym obslugiwanym przez maszyne cyfrowa. Postawione cele realizuje cyfrowy regulator temperatury z odczytem mierzonej temperatury.Cyfrowy regulator temperatury z odczytem mierzonej temperatury wedlug wynalazku posiada cyfrowy nastawnik polaczony poprzez selektor z ukladem pamieci, polaczonej poprzez rejestr i przetwornik cyfrowo-analogowy z pierwszym wejsciem wezla sumacyjnego, do którego drugiego wejscia dolaczony jest poprzez wzmacniacz czujnik temperatury a do wyjscia wezla sumacyjnego poprzez uklad korekcji dynamicznej i wzmacniacz dolaczony jest grzejnik. Do drugiego wejscia wezla sumacyjnego równiez dolaczone jest poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy jedno z wejsc komparatora cyfrowego, którego drugie wejscie polaczone jest / ukladem pamieci a wyjscie polaczone jest z ukladem sterujacym, polaczonym z generatorem adresów. Odpowiednie wyjscia generatora adresów polaczone sa z selektorem, ukladem odczytu cyfrowego i interfejsem. Interfejs posiada wyjscia polaczone odpowiednio z selektorem i ukladem sterujacem, który polaczony jest z wejsciami sterujacymi selektora i rejestru. Cyfrowa nastawa temperatury zadanej z nastawnika lub elektronicznej maszyny cyfrowej powoduje pobieranie z pamieci odpowiadajacej jej wartosci napiecia czujnika i po przetworzeniu na wartosc analogowa stanowi sygnal zadajacy dla analogo¬ wej czesci regulacyjnej wyposazonej w uklad korekcji dynamicznej, wzmacniaczi grzejnik. Tempe¬ ratura w obiekcie mierzona jest przez czujnik temperatury. Przetworzone na wartosc cyfrowa, wzmocnione napiecie czujnika temperatury porównywane jest w cyfrowym komparatorze z zawar¬ toscia pamieci adresowanej kolejno w cyklu pomiarowym przez generator adresów. W momentach zgodnosci tych wartosci, eksponowana jest przez uklad odczytu cyfrowego aktualna temperatura.Wspóldzialanie elementów- ukladu zapewnia uklad sterowania. Wspólpraca z elektroniczna maszyna cyfrowa jest mozliwa poprzez zastosowanie interfejsu. Konstrukcja rozwiazuje problem regulacji i pomiaru temperatury zwlaszcza w kriostatach. Dokladnosc stabilizacji i pomiaru spelnia wymogi stawiane w badaniach naukowych.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono blokowy schemat cyfrowego regulatora temperatury z odczytem mierzonej war¬ tosci temperatury.Cyfrowy regulator temperatury posiada cyfrowy nastawnik 1, polaczony poprzez selektor 2 z ukladem pamieci 4, polaczonej poprzez rejestr 5 i przetwornik cyfrowo-analogowy 6 z pierwszym wejsciem wezla sumacyjnego, do którego drugiego wejscia dolaczony jest poprzez wzmacniacz 12 czujnik temperatury 10, z dolaczonym zródlem pradowym 11 a do wyjscia wezla sumacyjnego poprzez uklad korekcji dynamicznej 7 i wzmacniacz 8 dolaczony jest grzejnik 9. Do wyjscia wzmacniacza 12 równiez dolaczone jest poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy 13jedno z wejsc komparatora cyfrowego 14, którego drugie wejscie polaczone jest z wejsciem ukladu pamieci 4 a wyjscie polaczone z ukladem sterujacym 15, polaczonym z generatorem adresów 3. Odpowiednie wyjscia generatora adresów 3 polaczone sa z selektorem 2, ukladem odczytu cyfrowego 16 i interfejsem 17. Interfejs 17 posiada wyjscia polaczone odpowiednio z selektorem 2 i ukladem sterujacym 15, który polaczony jest z wejsciami sterujacymi selektora 2 i rejestru 5.Przy pracy autonomicznej nastawienie zadanej wartosci temperatury na cyfrowym nastaw¬ niku 1 powoduje zadzialanie ukladu selektora 2, który przepuszcza dalej, do ukladu pamieci 4 sygnal z nastawnika 1 a blokuje w tym czasie sygnaly dochodzace do niego z interfejsu 17 i generatora adresów 3. Nastawnik 1 jest ukladem wyposazonym w zespól mechanicznych przela¬ czników sprzezonych z ukladem cyfrowego przetwornika. Dokonanie nastawy na przelacznikach powoduje, ze na wyjsciu nastawnika 1 pojawia sie sygnal cyfrowy przedstawiajacy zadana tempera¬ ture w kodzie binarnym. Sygnal z nastawnika 1 po przejsciu przez selektor 2, który przepuszcza sygnal zawsze tylko z jednego wejscia, blokujac pozostale, powoduje wypisanie z ukladu pamieci 4 wartosci cyfrowej odpowiadajacej napieciu czujnika temperatury 10 dla nastawionej temperatury.Zawartosc odpowiedniej komórki ukladu pamieci 4 przekazywana jest do rejestru 5 i nastepnie przetwarzana przez przetwornik cyfrowo-analogowy 6 na analogowy sygnal napiecia stalego, porównywany w wezle sumacyjnym z sygnalem czujnika temperatury 10, uprzednio wzmocnionym we wzmacniaczu 12.133000 3 Otrzymany w wyniku sumowania w wezle sumacyjnym sygnal uchybu przetwarzany jest na sygnal regulacyjny w ukladzie korekcji dynamicznej 7 typu PID, skad po wzmocnieniu we wzmac¬ niaczu 8 oddzialywuje na obiekt za posrednictwem grzejnika 9. Dla umozliwienia dokonania pomiaru temperatury wystepujacej aktualnie w obiekcie, po zapelnieniu rejestru 5 wartoscia cyfrowa odpowidajaca napieciu czujnika temperatury 10 dla nastawionej temperatury, uklad sterujacy 15 blokuje wejscie rejestru 5 i odpowiednie wejscia selektora 2. Równoczesnie uklad sterujacy 15 otwiera wejscie selektora 2 polaczone z generatorem adresów 3. Generator adresów 3 poprzez selektor 2 podaje do ukladu pamieci 4 kolejne adresy jej komórek, którym to adresom odpowiadaja kolejno wszystkie temperatury z zakresu pomiarowego. Z wyjscia ukladu pamieci 4, przy zablokowanym uprzednio wejsciu rejestru 5, wartosci cyfrowe odpowiadajace napieciom kolejnych temperatur z zakresu pomiarowego podawane sa na jedno z wejsc cyfrowego kompara¬ tora 14, na którego drugie wejscie podawana jest stale, po przetworzeniu przez wzmacniacz 12 i przetwornik analogowo-cyfrowy 13, cyfrowa wartosc napiecia czujnika temperatury 10. W chwili zrównania sie w komparatorze 14 wartosci obu jego wejsc, na wyjsciu pojawia sie sygnal, który za posrednictwem ukladu sterujacego 15 powoduje wypisanie z generatora adresów 3 adresu odpo¬ wiadajacego mierzonej temperaturze i przekazanie go do ukladu odczytu cyfrowego 16.W ukladzie odczytu cyfrowego 16 adres jest zapamietany, przetworzony i pokazany na wyswietlaczu jako aktualna wartosc temperatury mierzonej. Regulacja temperatury przez uklad dokonuje sie w sposób ciagly, niezaleznie od odczytu temperatury. Zmiana nastawy temperatury na nastawniku 1 powoduje automatyczne zablokowanie przez selektor 2 jego wejsc polaczonych z generatorem adresów 3 i interfejsem 17 a odblokowanie wejscia polaczonego z nastawnikiem 1 umozliwiajac zaadresowanie komórki ukladu pamieci 4 odpowiadajacej napieciu czujnika 10 dla nowej nastawionej temperatury. W tym samym czasie uklad sterujacy 15 odblokowuje wejscie rejestru 5 i zawartosc ukladu pamieci 4 jest przekazywana do rejestru 5i przetwarzana w przetwor¬ niku cyfrowo-analogowym 6 na sygnal nowej wartosci zadanej dla wezla sumacyjnego regulacji temperatury.Celem umozliwienia wspólpracy z elektroniczna maszyna cyfrowa EMC cyfrowy regulator temperatury wyposazony jest w interfejs 17.Zastrzezenie patentowe Cyfrowy regulator temperatury z odczytem mierzonej temperatury, w którym uklad pamieci polaczony jest z rejestrem, polaczonym z przetwornikiem cyfrowo-analogowym, polaczonym z pierwszym wejsciem wezla sumacyjnego, do którego drugiego wejscia dolaczony jest poprzez wzmacniacz, czujnik temperatury, natomiast do wyjscia wezla sumacyjnego dolaczonyjest regula¬ tor korekcji dynamicznej, polaczony ze wzmacniaczem, polaczonym z grzejnikiem, znamienny tym, ze na wejscie ukladu pamieci (4) przylaczony jest selektor (2) posiadajacy pierwsze wejscie pola¬ czone z nastawnikiem (1), drugie wejscie polaczone z interfejsem (17) a trzecie wejscie polaczone z generatorem adresów (3), zas wyjscie ukladu pamieci (4) polaczone jest z pierwszym wejsciem komparatora cyfrowego (14), majacego na drugim wejsciu dolaczony przetwornik analogowo- cyfrowy (13) polaczony z drugim wejsciem wezla sumacyjnego, a na wejsciu polaczenie z ukladem sterujacym (15), polaczonym odpowiednimi wyjsciami z rejestrem (5), selektorem (2), interfejsem (17) i generatorem adresów (3), który polaczony jest odpowiednimi wyjsciami z selektorem (2), z interfejsem (17) i z ukladem odczytu cyfrowego.133000 O) L_ co o — CNI 1 1 1 J ^ CO co LO C\J [f) CO iD Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL