RU1791799C

RU1791799C - Device for temperature control

Info

Publication number: RU1791799C
Application number: SU904851065A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Тривоз
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1993-01-30

Abstract

Изобретение относитс к автоматическому регулированию и может быть использовано в сельском хоз йстве 6 электронагревател х в качестве устройства 2 дл регулировани температуры воды и воздуха в технг логических цел х и защиты устройства от перегрева. Цель изобретени - повышение надежности и упрощение устройства . Сущность изобретени : устройство содержитзадатчик 1 температуры, включенный е измерительный мост 2, в который так-, же включены резисторы 3, 5, 7, второй потен циометрический за датчик 4 и датчик температуры 8, первый компаратор напр жени 9, ограничивающие резисторы 10 и 11, разв зывающий диод 12, второй компаратор 13. ограничивающий резистор 14, электромагнитное реле 15, ключевой транзистор 16, ограничивающие резисторы 17, 19, разв зывающие диоды 18, 20, второе реле 21с размыкающими 22 и замыкающими 23 контактами. 1 ил. : -;6 О I «о ЁThe invention relates to automatic control and can be used in agriculture 6 electric heaters as a device 2 for controlling the temperature of water and air for technical purposes and to protect the device from overheating. The purpose of the invention is to increase reliability and simplify the device. Summary of the invention: the device comprises a temperature sensor 1, an e-measuring bridge 2 included, which also includes resistors 3, 5, 7, a second potentiometric sensor 4 and a temperature sensor 8, a first voltage comparator 9, limiting resistors 10 and 11 the decoupling diode 12, the second comparator 13. the limiting resistor 14, the electromagnetic relay 15, the key transistor 16, the limiting resistors 17, 19, the decoupling diodes 18, 20, the second relay 21 with opening 22 and closing 23 contacts. 1 ill. : -; 6 O I “o Yo

Description

Изобретение относитс к автоматическому регулированию и может использовано в сельском хоз йстве в электронагревател х в качестве устройства дл регулировани температуры воды и воздуха в технологических Цел х и защиты устройств от перегрева.The invention relates to automatic control and can be used in agriculture in electric heaters as a device for controlling the temperature of water and air for technological purposes and to protect devices from overheating.

Известно устройство дл регулировани температурит содержащее последовательно соединённые термочувствительный мрет и компаратор, стабилитрон конденсатор , выпр митель, балластйый конденсатор , транзисторы p-n-р и п-р-п-типа, электромагнитное реле и нагреватель, при этом.п-р-п-транзистор соединен эмиттером с выходом компаратора, коллектором - с базой р-п-р-транзистора, коллектор которо го подключен к базе n-p-n-транзистора, Катоду стабилитрона, другому выводу конденсатора и другим выводам питани термочувствительного моста и компаратора ,- а обмотка электромагнитного реле под- Хлючёна параллельно р-п-р-транзистору. . бднако известный регул тор температуры; не обеспечивает защиты устройств от Нер егрева и имеет ограниченную область г)ри.менени , , ..A device for controlling temperature is known comprising a thermally sensitive mret and a comparator, a zener diode capacitor, a rectifier, a ballast capacitor, pnp and pnp type transistors, an electromagnetic relay and a heater, while a npn transistor is connected in series. connected by the emitter to the output of the comparator, the collector to the base of the rpn transistor, the collector of which is connected to the base of the npn transistor, the Zener diode cathode, another capacitor terminal and other power terminals of the heat-sensitive bridge and the comparator, and the coil of the electromagnetic relay is under-Hlukhen in parallel with the rpnr transistor. . However, the well-known temperature controller; It does not provide protection of the devices against Neregreva and has a limited area d) change,, ..

, Шзёестно также устройство Дл регулировани температуры и защиты от перегрева , содержащее измерительный мост, в плечи которого включены два задатчика температуры, датчик температуры и резисторы , усилитель посто нного тока Дл усй-. л ей и сигнала рассогласовани между температурами регулировани и задани , выход которого через резисторы подключен к входам первого и второго компараторов, выполненных на операционных усилител х, два реле (одно - с замыкающим и размыкающим контактами, второе - с замыкающим контактом), два транзистора и диод, который одним выводом через резистор подключен к средней точке второго задатчика, а другим выводом через размыкающий контакт первого реле соединен с общей точкой четвертого и шестого резисторов. Первое реле включено в коллектор первого транзистора , вход которого под ключёй к выходу первого компаратор а, второе реле включено в коллектор второго транзистора, вход которого подключена выходу второго компаратора . Питание устройства осуществл в етс от двух разнопол рных Шин источника питани , а управление происходит с выходов первого и второго компараторов через транзисторные ключи, в цепь которых включены соответственно катушки исполнительного реле, включающего нагреватель, и реле сигнализации температуры срабатывани защиты от перегрева., Also, a device for temperature control and protection against overheating, containing a measuring bridge, on the shoulders of which are included two temperature sensors, a temperature sensor and resistors, a DC amplifier for amplification. there is a mismatch signal between the control and reference temperatures, the output of which through resistors is connected to the inputs of the first and second comparators made on operational amplifiers, two relays (one with a closing and opening contacts, the second with a closing contact), two transistors and a diode that is connected via one resistor terminal to the midpoint of the second master, and connected to the common point of the fourth and sixth resistors by the other terminal through the opening contact of the first relay. The first relay is included in the collector of the first transistor, whose input is connected to the output of the first comparator a, the second relay is included in the collector of the second transistor, whose input is connected to the output of the second comparator. The device is powered from two different-polarity Busbars of the power supply, and the control is carried out from the outputs of the first and second comparators through transistor switches, in the circuit of which are included, respectively, the coils of the executive relay, which includes the heater, and the relay for signaling the temperature of the overtemperature protection.

Недостатками указанного устройства вл ютс необходимость промежуточного усилени разностного сигнала измерительного моста, что осуществл етс при помощиThe disadvantages of this device are the need for intermediate amplification of the differential signal of the measuring bridge, which is carried out using

усилител посто нного тока, наличие двух шин разнопол рных источников питани , использование в цепи обратной св зи усилител посто нного тока размыкающего контакта собственного исполнительного ре0 ле, включающего нагреватель, и его использование дл коммутации низких уровней токов и напр жений в цеп х обратной св зи . Кроме того, устройство не позвол ет осуществить блокировку реле при превышенииa DC amplifier, the presence of two buses of different polarity power supplies, the use in a feedback circuit of a DC amplifier of the normally open contact of its own executive relay, which includes a heater, and its use for switching low levels of currents and voltages in feedback circuits . In addition, the device does not allow blocking the relay when exceeded

5 температуры регулировани в случае пробо транзистора первого реле, Многозвенное управление нагревателем по цепи: измерительный мост, усилитель посто нного тока, первый компаратор, резистор, тран0 зистор, катушка реле, выходной контакт, снижает надежность.5 temperature control in the event of a breakdown of the transistor of the first relay, multi-link heater control by circuit: measuring bridge, DC amplifier, first comparator, resistor, transistor, relay coil, output contact, reduces reliability.

Цель изобретени - повышение надежности и упрощение устройства.The purpose of the invention is to increase reliability and simplify the device.

Решение указанной цели позвол етThe solution of this goal allows

5 улучшить эксплуатационные характеристики устройства, использовать компараторы без промежуточного усилени сигнала измерительного моста и одновременно повысить надежность, а также осуществить5 to improve the operational characteristics of the device, use comparators without intermediate amplification of the signal of the measuring bridge and at the same time increase reliability, and also implement

0 блокировку реле при превышении температуры регулировани .0 relay lockout when control temperature is exceeded.

Поставленна цель достигаетс тем. что в устройстве дл регулировани температуры , содержащем измерительный мост, вThe goal is achieved. that in a temperature control device comprising a measuring bridge, in

5 плечи, которого подключены два потенцио- мётрических задатчика температуры, датчик температуры и ограничивающие резисторы, Два компаратора, к выходу каждого из которых подключена обмотка соот0 вететвующего электромагнитного реле, ключевой транзистор, ограничивающие резисторы и разв зывающие диоды, первый компаратор соединён своим неинвертирую- щйм входом во средним выводом первого5 shoulders, of which two potentiometric temperature switches are connected, a temperature sensor and limiting resistors, Two comparators, to the output of each of which is connected a coil of the corresponding electromagnetic relay, a key transistor, limiting resistors and decoupling diodes, the first comparator is connected by its non-inverting entrance to the middle output of the first

5 потёнЦиомётричёского задатчика темпера- ; туры йчё рёзпо еДОрательнос.оединенные первые ограничивающий резис.тор и разв зывающий диод подключен к выходувторого компаратора, который со .0 едй нен неинвертйрующим входом со срёдШм вывО дом второго потенциометри- чёского зада тчика, а инвертирующие входы компараторов и Один из выводов датчика темперётуры соединены между собой, клю5 чевой транзистор эмипёром соединен с выходом первого компаратора и включен последовательно с обмоткой первого электромагнитного реле, база ключевого транзистора через последовательно соединенные вторые ограничивающий резистор и разв зывающий диод подключена4 к выходу второго компаратора и через последовательно соединенные третьи ограничивающий резистор и разв зывающий диод подключена к инвертирующим входам обоих компараторов , а коллектор ключевого транзистора со единен с шиной нулевого потенциала.5 potentiCiometric temperature setter; The first connected limiting resistor and decoupling diode is connected to the output of the second comparator, which with .0 is not a non-inverting input with the output of the second potentiometric sensor, and the inverting inputs of the comparators and one of the terminals of the temperature sensor between each other, the key transistor is connected by an emitter to the output of the first comparator and is connected in series with the winding of the first electromagnetic relay, the base of the key transistor is connected in series to A limiting resistor and a decoupling diode are connected4 to the output of the second comparator and, through a series of third limiting resistor and a decoupling diode, are connected to the inverting inputs of both comparators, and the collector of the key transistor is connected to the zero potential bus.

На чертеже представлена схема устройства дл регулировани температуры,The drawing shows a diagram of a device for controlling temperature,

Первый потенциометрическийзадатчик 1 температуры измерительного моста 2 включен в первое плочо иг через резистор 3 подключен ,: шине нулевого потенциала, второй потек циометрический заДатчик 4 температуры включен во второе смежное плечо и через резистор 5 соединен с шиной источника питани 6, резистор 7 включен в третье плечо и соединен с первым выводом датчика 8 температуры, включенным в четвертое плечо измерительного моста 2, второй вывод датчика температуры соединен с шиной нулевого потенциала.The first potentiometric temperature sensor 1 of the measuring bridge 2 is connected to the first side through a resistor 3 connected: a zero potential bus, the second flow sensor is connected to a second adjacent arm and connected through a resistor 5 to the power supply bus 6, a resistor 7 is connected to the third shoulder and connected to the first terminal of the temperature sensor 8 included in the fourth arm of the measuring bridge 2, the second terminal of the temperature sensor is connected to the zero potential bus.

Первый компаратор напр жени 9 с открытым коллекторным выходом соединен с§оим неинвертирующим входом со средним выводом первого потенциометрическр- го задатчика и через резистор 10 подключен к собственному входу, а через последовательно соединенные первые ограничивающий резистор 11 и разв зывающий диод 12 подключен к выходу второго компаратора 13 с открытым коллекторным выходом.The first voltage comparator 9 with an open collector output is connected to its non-inverting input with the middle output of the first potentiometer master and connected through a resistor 10 to its own input, and through a series-connected first limiting resistor 11 and a decoupling diode 12 connected to the output of the second comparator 13 with open collector output.

Второй компаратор 13 соединен с неинвертирующим входом со средним выводом второго потенциометрического задатчика 4 и через резистор 14 подключен к собственному выводу. Инвертирующие входы двух компараторов и первый вывод датчика температуры соединены между собой.The second comparator 13 is connected to a non-inverting input with the middle terminal of the second potentiometric setter 4 and is connected to its own terminal through a resistor 14. The inverting inputs of the two comparators and the first output of the temperature sensor are interconnected.

К выходу первого компаратора 9 подключена обмотка электромагнитного реле 15иэмиттер ключевого транзистора 16, коллектор которого соединен с шиной нулевого потенциала. База ключевого транзистора через последовательно соединенные вторые ограничивающий резистор 17 и разв зывающий диод 18 подключена к выходу второго компаратора и через последовательно соединенные третьи ограничивающий резистор 19 и разв зывающий диод 20 подключена k инвертирующим входам компараторов 13 и 9.The output of the first comparator 9 is connected to the coil of the electromagnetic relay 15 and the emitter of the key transistor 16, the collector of which is connected to the bus of zero potential. The base of the key transistor is connected through a series-connected second limiting resistor 17 and a decoupling diode 18 to the output of the second comparator, and k to the inverting inputs of the comparators 13 and 9 are connected through a series-connected third limiting resistor 19 and a decoupling diode 20.

К выходу второго компаратора 13 подключена обмотка второго реле 21. Выход устройства - размыкающие контакты 22 первого реле 15 и замыкающие контакты 23 второго реле 21.The winding of the second relay 21 is connected to the output of the second comparator 13. The output of the device is the opening contacts 22 of the first relay 15 and the closing contacts 23 of the second relay 21.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Если в начальный момент времени температура , йзмёр ема датчйкбм 8 температуры , уменьшаетс по отношению к температуре регулировани , заданной 5 задатчиком 1, то на входах первого компаратора 9 по вл ющийс разностный отрицательный сигнал не усиливаетс указанным компаратором и поэтому на его выходе пбтенцйал нёг Шм%н етс1 ; пёрв оеIf at the initial moment of time the temperature, measured by the temperature sensor 8, decreases with respect to the control temperature set by the setpoint 1, then at the inputs of the first comparator 9 the emerging negative difference signal is not amplified by the specified comparator and therefore at its output there is 1; first

0 реле 15 отключено, а размыкающие контакты 22, соединенные с нагревателем, осуществл ют его работу. При достижении и последующем увеличений температуры, измер емой датчиком температуры, по отно5 шению к температуре регулировани , заданной задатчиком 1, на входах первого компаратора 9 по вл ющийс разностный сигнал положительнойГпол рнбсгги усиливаетс этим компаратЬрбм, что прйвбйит к р е0 лейному изменению потенциала выхода компаратора от значени пйтающего напр жени дб значени остаточнбгб йапр жёйй на переходе коллектор-эмиттер выходного транзистора кбмп-арЖЬТэ аГв рё уЖТат ёч ёГб0, the relay 15 is disconnected, and the opening contacts 22 connected to the heater carry out its operation. Upon reaching and subsequently increasing the temperature measured by the temperature sensor with respect to the control temperature set by the setter 1, a positive difference signal arises at the inputs of the first comparator 9 and the field of amplification increases this comparator, which leads to a change in the output potential of the comparator values of the leading voltage db values of the residual bgb and voltage on the junction of the collector-emitter of the output transistor kbmp-arZhTe aGv ry ouzhtat ёёh ёГб

5 реле 15 включаетс , а контакт 22 чагревате- л отключаетс ..5, relay 15 is turned on, and contact 22 of the heater is turned off.

В аварийных состо ни х при дальнейшем возоастании температуры, достигающей величины уставки второго задатчика 4,In emergency conditions with a further increase in temperature, reaching the setpoint value of the second setter 4,

0 включаетс второе реле 21 и с его выхода подаетс сигнал защиты от перегрева,.При этом происходит изменение потенциала неинвертирующего входа первого компаратора по цепи: резистор 11, диод 12, открытый0, the second relay 21 is turned on and an overheat protection signal is output from its output. In this case, the potential of the non-inverting input of the first comparator changes along the circuit: resistor 11, diode 12, open

5 коллекторный выход второго компаратора. Первое реле 15 остаетс включенным, вследствие открытого транзистора 16 подачей потенциала на его базу по цепи: резистор 17, диод 18, открытый коллекторный5 collector output of the second comparator. The first relay 15 remains on, due to the open transistor 16 by applying potential to its base in a circuit: resistor 17, diode 18, open collector

0 выход второго компаратора. Изменением положени движка второго задатчика 4 задаетс разность междутемпературами регулировани и срабатывани защиты от перегрева,0 output of the second comparator. By varying the position of the engine of the second setter 4, a difference is set between the control and overtemperature protection overtemperatures,

5 Значение регулируемой температуры определ етс первым задатчиком 1 и не Зависит от положени движка второго задатчика 4, зона возврата, определ юща точность регулировани , задаетс резисто0 рами 14 и 10, остаетс также посто нной и не зависит от положени движка второго задатчика 4. Зоны возврата выхода регулируемой температуры и температуры сраба- . тывани защиты от перегрева симметричны5 The value of the controlled temperature is determined by the first setter 1 and does not depend on the position of the engine of the second setter 4, the return zone, which determines the accuracy of regulation, is set by resistors 14 and 10, also remains constant and does not depend on the position of the slider of the second setter 4. Return zones output adjustable temperature and temperature sraba-. the overheating protection is symmetrical

5 относительно заданных значений температур . : ..5 relative to the set temperature values. : ..

Приоритет-принадлежит непрерывному сигналу, задаваемому вторым задатчиком 4, т.е. при достижении температуры датчиком 8-большей, чем температура указанного задатчика , обеспечиваетс включение второго и riepBuro компараторов и отключение выхода устройства. Дл защиты устройства при коротком замыкании датчика температуры используетс транзистор 16, который блокирует выходное устройство при помощи последовательно соединенных с его базой резистора 19, диода 20 и выхода датчика 8 температуры., , The priority belongs to the continuous signal specified by the second master 4, i.e. when the temperature reaches 8 that is higher than the temperature of the specified setpoint, the second and riepBuro comparators are turned on and the output of the device is turned off. To protect the device during short circuit of the temperature sensor, a transistor 16 is used, which blocks the output device by means of a resistor 19, a diode 20 and the output of the temperature sensor 8 connected in series with its base.,,

Claims

Formula and sample A temperature control device comprising a measuring bridge, on the shoulders of which are two potentiometric temperature sensors, a temperature sensor and limiting resistors, two comparators, the output of each of which is connected to a coil of the corresponding electromagnetic , a key transistor, limiting resistors and decoupling diodes, excluding it - so that, in order to increase the reliability and simplify devices a, the first comparator is connected by its inverting

0

5

the input with the middle terminal of the first potentiometric temperature control unit and through the first connected limiting resistor and the decoupling diode is connected to the output of the second comparator, which is connected by a non-inverting input with the middle terminal of the second potentiometric setter, and the inverting inputs of the comparators and one of the terminals of the temperature sensor are connected between by itself, the key transistor is connected by an emitter to the output of the first comparator and is connected in series with the winding of the first electromagnet relay, the base of the key transistor is connected through the second connected limiting resistor and the decoupling diode to the output of the second comparator and through the third connected resistor and the decoupling diode connected to the inverting inputs of both comparators in series, and the key transistor collector is connected to the zero potential bus.