Pierwszenstwo: Opublikowano: 20. IX. 1968 55815 ilt* 43/^ KI. 42^-2/05 MKP G 05 d *%* CZYTELNIA UKl Urzedu P.-rn^..Wspóltwórcy wynalazku i wlasciciele patentu inz. Stefan Piecha, Zabrze, (Polska), inz Ireneusz Falkus, Bytom (Polska) Uklad tranzystorowego dwustanowego regulatora temperatury i Przedmiotem wynalazku jest uklad tranzystoro¬ wego regulatora temperatury z czujnikiem termi- storowym lub oporowym, z regulacja dwustanowa, o duzej czulosci i krótkim czasie reakcji.Budowane dotychczas podobne tranzystorowe regulatory zawieraja mostek z elementem oporo¬ wym zmieniajacym opornosc w funkcji tempera¬ tury i potencjometr do ustawiania równowagi przy zadanej temperaturze oraz wzmacniacz na¬ piecia nierównowagi mostka i wzmacniacz prze¬ kaznikowy z przekaznikiem sterujacym uklad grzejny, wzglednie chlodzacy. Dzialanie dwustano¬ we tych regulatorów uzyskuje sie w dwóch za¬ sadniczych rozwiazaniach ukladowych.W rozwiazaniu pierwszym mostek zasilany jest napieciem stalym wzglednie wyprostowanym, a przekatna pomiarowa jest galwanicznie pola¬ czona z pierwszym stopniem wzmacniacza.Rozróznianie kierunku nierównowagi mostka od¬ bywa sie juz na pierwszym stopniu wzmacniacza.Tego rodzaju rozwazanie przy odpowiednio du¬ zym wzmocnieniu wzmacniacza, zapewnia nie- wrazliwosc ukladu na niewielka zmiane napiecia . zasilania ,a takze na zmiane w pewnych grani¬ cach parametrów wzmacniacza i przekaznika, po¬ nadto uklad wnosi minimalne opóznienie czasowe, wynikajace glównie z czasu reakcji przekaznika, Bardzo powazna wada powyzszego rozwiazania, zwlaszcza przy wymaganiu duzej czulosci i sta¬ bilnosci, jest wplyw napiec termoelektrycznych powstajacych w polaczeniach mostka, a zwlaszcza w obwodzie laczacym czujnik z mostkiem, oraz silny wplyw na próg przelaczania temperatury otoczenia, zwlaszcza pierwszego tranzystora 5 wzmacniacza.W innym rozwiazaniu ukladu regulatora mostek zasilany jest napieciem zmiennym z sieci wzgled¬ nie odpowiedniego generatora. Wzmacniacz nfpie- cia nierównowagi wzmacnia napiecie zmienne 10 z mostka, a rozróznianie kierunku nierównowagi mostka nastepuje w ukladzie detektora fazy. W ob¬ wód napiecia nierównowagi wzglednie napiecia porównawczego, wlaczony jest przesuwnik fazy, przy pomocy którego doprowadza sie faze obu na- 15 piec do calkowitej zgodnosci w jednym stanie nie¬ równowagi mostka. Napiecie stale z detektora fazy po odpowiedniej filtracji, takiej by wzmacniacz przekaznikowy nie reagowal na skadowa zmienna napiecia, steruje przekaznikiem. 20 W tym rozwiazaniu uklad jest w duzych gra¬ nicach niewrazliwy na zmiane napiecia zasilania, zmiane wzmocnienia wzmacniacza, oraz tempera¬ ture otoczenia i nie reaguje na napiecia termo¬ elektryczne w obwodzie czujnika. Wada jego na- 25 tomiast jest dlugi czas reakcji wynikajacy glównie, z duzej stalej czasowej ukladu filtrujacego napie¬ cie, umieszczonego za detektorem fazy i koniecz¬ nosc dobierania wzglednie ustawiania przesuwnika fazy. 30 Celem wynalazku jest uproszczenie znanych 5581555815 3 4 ukladów regulatorów temperatury przy jednoczes¬ nym zapewnieniu bardzo duzej czulosci i stabil¬ nosci pracy.Zadaniem wynalazku jest zbudowanie ukladu regulatora temperatury, w którym, przez odpowie¬ dnia konstrukcje wzmacniacza nierównowagi wy¬ eliminowano przesuwnik fazy, naogól umieszczony przed detektorem fazy, oraz, przez zastosowanie za detektorem filtru skladowej zmiennej o malej stalej czasowej i wprowadzenie ujemnego sprze¬ zenia zwrotnego we wzmacniaczu przekazniko¬ wym, uzyskano szybka zmiane napiecia stalego sterujacego wzmacniacz przekaznikowy.Zadanie to zostalo wykonane przez zastosowa¬ nie we wzmacniaczu nierównowagi mostka; kon¬ densatorów szeregowych o duzych pojemnosciach, oraz sprzezenia galwanicznego miedzy dwoma stopniami wzmacniacza, a takze przez wprowadze¬ nie, kondensatora, znoszacego przesuniecie fazowe transformatora i korygujacego przesuniecie fa¬ zowe w poprzednich stopniach umieszczonego w kolektorze trzeciego tranzystora, równolegle do pierwotnego uzwojenia transformatora. Ponadto zastosowano za detektorem fazy filtr skladowej zmiennej o bardzo malej stalej czasu i wprowa¬ dzono ujemne sprzezenie zwrotne dla napiec zmiennych, zrealizowane za pomoca kondensatora wlaczonego miedzy kolektor i baze pierwszego tranzystora przerzutnikowego wzmacniacza prze¬ kaznikowego."Wynalazek zostanie omówiony na przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku, który przedstawia schemat ukladu wedlug wynalazku.Mostek 1, w którego galeziach znajduje sie opo¬ rowy czujnik temperatury, oraz opór nastawny do regulacji progu przelaczania, wlaczony jest jedna przekatna na napiecie zmienne. Napiecie nierów¬ nowagi mostka, z drugiej przekatnej, jest podane przez kondensator sprzegajacy 2 o duzej pojem¬ nosci na baze pierwszego tranzystora 3 wzmac¬ niacza napiecia nierównowagi, którego kolektor polaczony jest galwanicznie z baza drugiego tran¬ zystora 4 tego wzmacniacza. Przez kondensator 5 o duzej pojemnosci napiecie nierównowagi jest podane na trzeci tranzystor 6, w którego kolektor wlaczone jest pierwotne uzwojenie transformatora izolujacego wzmacniacz od detektora fazy. Rów¬ nolegle do pierwotnego uzwojenia transformatora jest wlaczony kondensator 7 o takiej pojemnosci, ze wypadkowe przesuniecie fazowe od mostka 1 do detektora fazy 8 jest równe zeru. Raz ustalone pojemnosci kondensatorów 2, 5 i 7 znajdujacych sie we wzmacniaczu napiecia nierównowagi sa niezmienne dla kazdego egzemplarza regulatora.Napiecie z wtórnego uzwojenia transformatora steruje bazy dwóch szeregowo polaczonych tran¬ zystorów ukladu detektora fazy 8 zasilanych na¬ pieciem zmiennym. Tranzystory przewodza w pierwszych wzglednie w drugich pólokresach napiecia zasilajacego w zaleznosci od fazy napiecia sterujacego bazy. Spadek napiecia na oporniku 9 w postaci dodatnich wzglednie ujemnych poló¬ wek sinusoidy, przez opornik 'szeregowy 10, laduje kondensator 11. Opornosci oporników 9 i 10 oraz pojemnosc kondensatora 11 sa tak dobrane, ze sta¬ la czasu rozladowania kondensatora jest tego sa¬ mego rzedu co okres napiecia zmiennego zasilaja¬ cego mostek 1 i uklad detektora fazy 8. Cewka 5 przekazniika 15 wlaczona jest w obwód kolektora pierwszego tranzystora przerzutnika 12 tworzace¬ go z drugim tranzystorem przerzutnika 13 syme¬ tryczny dwustabilny uklad przerzutnikowy, stero¬ wany napieciem z kondensatora 11. Kondensa- 10 tor 14 wlaczony miedzy kolektor i baze tranzy¬ stora 12, stanowiacy ujemne sprzezenie zwrotne dla skladowej zmiennej z kondensatora 11, ma taka pojemnosc, ze uklad przerzutnikowy mie rea¬ guje na napiecie zmienne o czestotliwosci napiecia 15 zasilajacego jmostek, jest natomiast czuly na zmiany napiecia w czasie rzedu kilku okresów tego napiecia.Uklad wedlug wynalazku, przy zasilaniu most¬ ka 1, oraz detektora fazy 8, napieciem o czestotli- 20 wosci 50 Hz i przy czujniku termistorowym, rea¬ guje na zmiane temperatury mniejsza od 0,01 °C w czasie krótszym od 0,1 sek. Stabilnosc nastawio¬ nej temperatury przelaczania przy zmianach na¬ piecia zasilania w granicach —40% do +15°/o 25 i temperatury otoczenia od —10°C do +40°C jest rzedu 0,01°C. PL