Pierwszenstwo; Opublikowano: 18.IV.1968 illLIOTEKA Urx*dw f%l«nlow«g« 54839 KI. 36 d, 1/14 MKP F24f^ a osd, u/oi UKD Wspóltwórcy wynalazku: inz. Józef Nikoleizig, mgr inz. Andrzej Kukla Wlasciciel patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Elektroniczny regulator dwupolozeniowy do higrostatu Przedmiotem wynalazku jest elektroniczny re¬ gulator dwupolozeniowy do higrostatu. Regulator sprzezony z czujnikiem elektrolitycznym stosuje sie tio sterowania specjalnymi urzadzeniami kli¬ matyzacyjnymi, utrzymujacymi wybrana wielkosc wilgotnosci wzglednej w przedziale od 10°/o do 95°/o.Znane dotychczas elektroniczne regulatory wil¬ gotnosci posiadaja czlony wyjsciowe zbudowane jako wzmacniacze tranzystorowe pradu stalego lub przemiennego, pracujace w klasie A lub B.Wzmacniacze takie wymagaja kompensacji tem¬ peraturowej i stabilizacji napiec zasilajacych ze wzgledu na duza zmiennosc polozenia punktu ich pracy. W tych ukladach do sterowania przekazni¬ kami elektromagnetycznymi potrzebne sa tranzy¬ story o stosunkowo duzej dopuszczalnej mocy strat w kolektorach. W spotykanych regulatorach wil¬ gotnosci elektrolityczne czujniki zasilane sa pra¬ dem przemiennym, poniewaz przeplyw pradu jed¬ nokierunkowego przez czujnik zmienia jego wla¬ snosci, a nawet moze calkowicie go zniszczyc. Sto¬ sowane uklady nie zawsze zapewniaja calkowite oddzielenie skladowej stalej pradu od czujnika.Moze ona powstac w wyniku niedoskonalej de¬ tekcji na elementach pólprzewodnikowych.Tytulem przykladu na rysunku zilustrowano schemat ideowy elektronicznego regulatora wedlug wynalazku.Uklad sklada sie ze zmodernizowanego przerzut- 10 20 25 nika Schmitta A wykonanego na tranzystorach 1 i 2, sterujacego przekaznikiem elektromagnetycz¬ nym 3, czlonu przetwarzania B sygnalu z czujni¬ ka 4 oraz wspólnego zasilacza sieciowego C zbu¬ dowanego na transformatorze 5 i prostowniku 6.W czlonie przetwarzania B znajduje sie transfor¬ mator 7 i detektor 8. Elektroniczny regulator dwu¬ polozeniowy do higrostatu — w odróznieniu od do¬ tychczas znanych — zamiast wzmacniacza w torze glównym posiada przerzutnik A. Przydatnosc prze- rzutnika A w tym przypadku wynika z mozliwo¬ sci stosowania go w ukladach przelacznikowych jako detektora przejscia napiecia przez poziom ze¬ rowy dla wybrania odpowiedniego poziomu wyj¬ sciowego, gdy napiecie wejsciowe przekroczy od¬ powiednia wartosc.Modernizacja przerzutnika Schmitta polega na zastapieniu opornosci kolektorowej czynnej tran¬ zystora 2 przekaznikiem elektromagnetycznym 3 oraz na bezposrednim polaczeniu kolektora tran¬ zystora 1 z baza tranzystora 2, co dodatkowo przy¬ czynilo sie do zwiekszenia czulosci ukladu. Cha¬ rakterystyki elektrolitycznego czujnika wilgotno¬ sci 4 i jego wlasnosci byly podstawa dla rozwia¬ zania zasilania czujnika. Rezystancja czujnika wil¬ gotnosci 4 jest funkcja wilgotnosci. Czujnik wil¬ gotnosci 4 jest wlaczony w szereg z uzwojeniem pierwotnym transformatora 7, spelniajacego mie¬ dzy innymi funkcje dopasowania duzej rezystancji czujnika do wejscia przerzutnika. 5483954839 Rezystancja czujnika wilgotnosci 4 widziana od strony wtórnej transformatora 7 jest zmniejszona o kwadrat jego przekladni. To dopasowanie opor¬ nosci przyczynilo sie do uzyskania duzej czulosci regulatora. Uklad regulatora zasila sie z transfor¬ matora 5. Stale napiecie kolektorowe dla prze- rzutnika A uzyskuje sie przez prostowanie napie¬ cia, odebranego z czesci uzwojenia wtórnego trans¬ formatora 5, w ukladzie Graetza. Przemienne na¬ piecie zasilania czujnika < wilgotnosci 4 doprowa¬ dzone jest z calego uzwojenia wtórnego transfor¬ matora 5.Zaletami rozwiazania zasilania czujnika z uzwo¬ jenia wtórnego transformatora 5 czesciowo wspól¬ nego z uzwojeniem dla prostownika 6 sa: male wymiary transformatora 5 oraz duza stabilnosc ukladu przy zmiennym obciazeniu zasilacza tak przerzutnikiem A jak i czujnikiem 4. Czulosc i stabilnosc elektronicznego regulatora do higrostatu sa duze. Czulosc jest okreslona jako niezbedny przyrost rezystancji czujnika wilgotnosci 4, po¬ trzebny do zmiany stanu regulatora.Przez stabilnosc rozumie sie niezmienny faktycz¬ nie punkt pracy regulatora wilgotnosci przy zmia¬ nie napiecia zasilania o ± 10% oraz zmianie tem¬ peratury otoczenia od —10°C do +55°C. Transfor¬ mator 7, poza wspomniana rola dopasowania opor¬ nosci, oddziela skladowa stala pradu od czujni¬ ka 4, przyczyniajac sie w istotny sposób do zwiek¬ szenia jego trwalosci.Zastosowany zmodernizowany przerzutnik Schmitta A w dwupolozeniowym regulatorze wil¬ io 15 20 25 30 gotnosci, pozwolil na uzycie tranzystorów 1 i 2 o znacznie mniejszej dopuszczalnej mocy strat w kolektorze, niz w przypadku klasycznego wzmac¬ niacza pradu stalego.Wiaze sie z tym zmniejszenie wymiarów gaba¬ rytowych elektronicznego regulatora dwupolozenio- wego. Inna konkretna konsekwencja zastosowania przerzutnika A jest mozliwosc jego wspólpracy z przekaznikiem elektromagnetycznym 3 o niekry¬ tycznych parametrach pracy. Potencjometr regula¬ cyjny 9 pozwala na ustawienie w sposób ciagly, dla okreslonego przedzialu zmian rezystancji czuj¬ nika wilgotnosci 4, wybranej wielkosci regulowa¬ nej. PLPriority; Published: 18.IV.1968 illLIOTEKA Urx * dw f% l «nlow« g «54839 KI. 36 d, 1/14 MKP F24f ^ a osd, u / o and UKD Inventors: Józef Nikoleizig, M.Sc., Andrzej Kukla, M.Sc. Patent owner: Institute of Aviation, Warsaw (Poland) Electronic two-stage hygrostat controller The subject of the invention is an electronic re¬ two-position controller for hygrostat. The regulator connected with an electrolytic sensor is used to control special air conditioning devices, maintaining the selected value of relative humidity in the range from 10% to 95%. The so far known electronic humidity controllers have output components constructed as DC transistor amplifiers or AC, working in class A or B. Such amplifiers require temperature compensation and stabilization of the supply voltages due to the large volatility of their operating point. In these systems, for the control of electromagnetic relays, transients are required with a relatively large allowable power of losses in the collectors. In common humidity regulators, electrolytic sensors are powered by alternating current, because the flow of unidirectional current through the sensor changes its properties and can even destroy it completely. The circuits used do not always ensure complete separation of the DC component of the current from the sensor. It may arise as a result of imperfect detection on the semiconductor elements. The example in the figure shows the schematic diagram of the electronic regulator according to the invention. The system consists of a modernized metering device. Schmitt A made on transistors 1 and 2, controlling the electromagnetic relay 3, the signal processing unit B from the sensor 4 and the common power supply C built on the transformer 5 and the rectifier 6. In the processing unit B there is a transformer 7 and detector 8. Electronic two-position controller for hygrostat - unlike previously known ones - instead of an amplifier in the main circuit it has trigger A. The usefulness of trigger A in this case results from the possibility of using it in switching systems as a detector passing the voltage through the zero level to select the appropriate level When the input voltage exceeds the appropriate value, the modernization of the Schmitt trigger consists in replacing the collector resistance of the active transistor 2 with an electromagnetic relay 3 and a direct connection of the collector of transistor 1 with the base of transistor 2, which additionally contributed to to increase the sensitivity of the system. The characteristics of the electrolytic moisture sensor 4 and its properties were the basis for the sensor power supply solution. The resistance of the humidity sensor 4 is a function of the humidity. The humidity sensor 4 is connected in series with the primary winding of the transformer 7, which has, inter alia, the function of matching a large sensor resistance to the trigger input. 5483954839 The resistance of the humidity sensor 4 seen from the secondary side of transformer 7 is reduced by the square of its gear ratio. This matching of the resistance contributed to the high sensitivity of the regulator. The regulator circuit is supplied from the transformer 5. The constant collector voltage for transformer A is obtained by rectifying the voltage received from the secondary winding part of the transformer 5 in a Graetz circuit. The alternating voltage of the sensor power supply <humidity 4 is taken from the entire secondary winding of the transformer 5. Advantages of the sensor power supply from the secondary winding of the transformer 5 partially shared with the winding for the rectifier 6 are: small dimensions of the transformer 5 and large the stability of the system at variable load of the power supply with both trigger A and sensor 4. The sensitivity and stability of the electronic hygrostat regulator are high. Sensitivity is defined as the necessary increase in the resistance of the humidity sensor 4, needed to change the state of the regulator. Stability is understood as the virtually unchanged operating point of the humidity regulator when the supply voltage changes by ± 10% and the ambient temperature changes from -10 ° C to + 55 ° C. The transformer 7, apart from the aforementioned role of matching the resistance, separates the DC component of the current from the sensor 4, contributing significantly to increasing its durability. The modernized Schmitt trigger A used in the two-position humidity regulator 15 20 25 30 standby, allowed the use of transistors 1 and 2 with a much lower allowable power of collector losses than in the case of a classic DC amplifier. The overall dimensions of the electronic two-pole regulator are therefore reduced. Another concrete consequence of the use of the trigger A is the possibility of its cooperation with an electromagnetic relay 3 with non-critical operating parameters. The regulating potentiometer 9 makes it possible to continuously adjust, for a certain range of changes in the resistance of the humidity sensor 4, a selected controlled quantity. PL