RU2204159C2 - Temperature control and stabilization device - Google Patents
Temperature control and stabilization device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204159C2 RU2204159C2 RU99115948/09A RU99115948A RU2204159C2 RU 2204159 C2 RU2204159 C2 RU 2204159C2 RU 99115948/09 A RU99115948/09 A RU 99115948/09A RU 99115948 A RU99115948 A RU 99115948A RU 2204159 C2 RU2204159 C2 RU 2204159C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- input
- output
- heat
- error signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплофизическому приборостроению, в том числе к исследовательской аппаратуре, и может быть использовано в областях науки и техники, где необходимы нагрев или охлаждение образцов до нужной температуры и поддержание этой температуры в течение требуемого времени. The invention relates to thermophysical instrumentation, including research equipment, and can be used in fields of science and technology where heating or cooling of samples to the desired temperature and maintaining this temperature for the required time is required.
Известно устройство для программного регулирования температуры (см. А.с. 1786473, G 05 D 23/19, 1993 г.), содержащее блок памяти скорости изменения температуры и выдержки времени, элемент И, счетчик адреса, последовательно соединенные исполнительный элемент и нагреватель, последовательно соединенные блок памяти температуры, цифровой компаратор и коммутатор, последовательно соединенные пусковой элемент, генератор импульсов, программируемый делитель частоты и формирователь сигнала ошибки по температуре, содержащий последовательно соединенные реверсивный счетчик, тактовый вход которого является входом формирователя, цифровой преобразователь и вычитающий узел, к второму входу которого подключен выход датчика температуры, одновибратор, включенный между входами коммутатора и входом счетчика адреса, элемент НЕ, включенный между выходом цифрового коммутатора и вторым информационным входом коммутатора, последовательно соединенные исполнительный элемент охладителя и охладитель, сумматор, соединенный выходом с входами исполнительных элементов нагревателя и охладителя, вычитающий счетчик, генератор стандартных временных интервалов, подключенный выходом к входу элемента И, а выходом к тактовому генератору вычитающего счетчика, а также формирователь сигнала ошибки по скорости изменения температуры, содержащий дифференциатор, индикатор скорости, цифровой преобразователь и вычитающий узел, первый вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход - с выходом дифференциатора и входом индикатора скорости. A device for programmed temperature control (see A.S. 1786473, G 05 D 23/19, 1993), comprising a memory unit for the rate of change of temperature and time delay, an element And, an address counter, a serially connected actuator and a heater, serially connected temperature memory unit, digital comparator and switch, serially connected starting element, pulse generator, programmable frequency divider and temperature error signal generator, containing serially connected a continuous counter, the clock input of which is the input of the driver, a digital converter and a subtracting node, to the second input of which a temperature sensor output is connected, a single-vibrator connected between the inputs of the switch and the input of the address counter, an element NOT connected between the output of the digital switch and the second information input of the switch, serially connected actuator element of cooler and cooler, adder connected by output to inputs of actuator elements of heater and cooler, subtracting a counter, a generator of standard time intervals, connected by an output to the input of the And element, and by an output to the clock of a subtracting counter, as well as an error signal generator for the rate of change of temperature, containing a differentiator, a speed indicator, a digital converter and a subtracting node, the first input of which is connected to the output digital-to-analog converter, and the second input - with the output of the differentiator and the input of the speed indicator.
Причем выходы вычитающих узлов формирователя сигнала ошибки по температуре и скорости изменения температуры соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход одновибратора соединен с входом начальной установки вычитающего счетчика, выход которого соединен с третьим информационным входом коммутатора, а группа выходов - с группой информационных входов программируемого делителя частоты и информационных входов цифроаналогового преобразователя формирователя сигнала ошибки по скорости изменения температуры, вход обнуления которого соединен с первым управляющим входом коммутатора, с выходом установки фиксированной частоты программируемого делителя частоты, с первым выходом блока памяти и с входом запрета счета реверсивного счетчика формирователя сигнала ошибки по температуре, вход направления счета которого соединен с вторым выходом блока памяти скорости изменения температуры и выдержки времени и с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу пускового элемента и второму управляющему входу коммутатора, соединенного третьим управляющим входом с первым входом элемента И и знаковым входом цифроаналогового преобразователя формирователя сигнала ошибки по скорости изменения температуры, сигнальный вход дифференциатора которого соединен с выходом датчика температуры, а тактовый вход - с выходом программного делителя частоты, группа выходов реверсивного счетчика формирователя сигнала ошибки по температуре соединена со второй группой соответствующих входов цифрового компаратора. Moreover, the outputs of the subtracting nodes of the error signal conditioner in terms of temperature and the rate of change of temperature are connected respectively to the first and second inputs of the adder, the output of the single vibrator is connected to the input of the initial installation of the subtracting counter, the output of which is connected to the third information input of the switch, and the group of outputs is connected to the group of information inputs of the programmable frequency divider and information inputs of the digital-to-analog converter of the error signal conditioner according to the rate of temperature change, input which is connected to the first control input of the switch, with the output of the fixed frequency setting of the programmable frequency divider, with the first output of the memory unit and with the input of the prohibition of counting the reversible counter of the error signal conditioner, the input of the direction of the account of which is connected to the second output of the memory unit of the temperature time delay and with the first input of the And element connected by the second input to the output of the starting element and the second control input of the switch connected by the third unit with an input with the first input of the And element and a significant input of the digital-analog converter of the error signal conditioner according to the rate of change of temperature, the signal input of the differentiator of which is connected to the output of the temperature sensor, and the clock input - with the output of the software frequency divider, the group of outputs of the reverse counter of the error signal conditioner is connected by temperature with the second group of corresponding inputs of the digital comparator.
Недостатком данного устройства является длительное время установления требуемой температуры из-за невозможности получения большой скорости изменения температуры, так как большая скорость изменения температуры приводит к возникновению автоколебаний. The disadvantage of this device is the long time it takes to establish the required temperature due to the inability to obtain a high rate of temperature change, since a high rate of temperature change leads to self-oscillations.
Известно также устройство автоматического регулирования температуры объекта (см. Н. А. Ярышев. Л.Б. Андреева. Тепловой расчет термостатов. - Л.: Энергоатомиздат, 1984 г., - с. 9 и 10), содержащее измерительный преобразователь температуры, схему сравнения, задающее устройство, регулирующий орган, источник питания и усилитель сигнала ошибки, причем выход регулируемого теплового объекта связан с входом измерительного преобразователя температуры, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, со вторым входом которой соединен выход задающего устройства, а выход соединен с первым входом усилителя сигнала ошибки, второй вход которого соединен с источником питания, а выход - с входом регулирующего органа, выход которого связан с входом регулируемого теплового объекта. Also known is a device for automatically controlling the temperature of an object (see N. A. Yaryshev. LB Andreeva. Thermal calculation of thermostats. - L .: Energoatomizdat, 1984, - p. 9 and 10), containing a temperature measuring transducer, a circuit comparison, a driver, a regulator, a power source and an amplifier of the error signal, and the output of the adjustable thermal object is connected to the input of the temperature measuring transducer, the output of which is connected to the first input of the comparison circuit, with the second input of which the output is connected its device, and the output is connected to the first input of the error signal amplifier, the second input of which is connected to the power source, and the output to the input of the regulatory body, the output of which is connected to the input of the regulated thermal object.
Недостатком известного устройства являются наличие перерегулирования температуры регулируемого теплового объекта вследствие его тепловой инерции, большое время установления температуры и низкая точность стабилизации температуры вследствие необходимости уменьшения коэффициента усиления из-за возможности возникновения автоколебаний, а также наличие статической ошибки стабилизации температуры вследствие темлообмена с окружающей средой. A disadvantage of the known device is the presence of temperature overshoot of an adjustable thermal object due to its thermal inertia, a long time to establish the temperature and low accuracy of temperature stabilization due to the need to reduce the gain due to the possibility of self-oscillations, as well as the presence of a static error in temperature stabilization due to heat exchange with the environment.
Целью настоящего изобретения является исключение перерегулирования, уменьшение времени установления задаваемой температуры и повышение точности стабилизации температуры. The aim of the present invention is the elimination of overshoot, reducing the time to establish the set temperature and improving the accuracy of temperature stabilization.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования и стабилизации температуры, содержащее измерительный преобразователь температуры объекта теплового регулирования, элемент сравнения температуры объекта теплового регулирования, первый вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя температуры объекта теплового регулирования, усилитель сигнала ошибки, регулирующий орган, находящийся в тепловом контакте с объектом теплового регулирования, введены теплоизолирующая оболочка для размещения объекта теплового регулирования, измерительный преобразователь температуры теплоизолирующей оболочки, элемент нелинейной коррекции, усилитель сигнала ошибки по температуре теплоизолирующей оболочки, дифференциатор первого порядка, дифференциатор второго порядка, ЭВМ, блок согласования с ЭВМ, элемент сравнения ускорения изменения температуры, элемент сравнения скорости изменения температуры, элемент сравнения температуры теплоизолирующей оболочки, сумматор и второй сумматор. This goal is achieved by the fact that in the device for regulating and stabilizing the temperature, comprising a temperature measuring transducer of the thermal regulation object, an element for comparing the temperature of the thermal regulation object, the first input of which is connected to the output of the temperature measuring transducer of the thermal regulation object, an error signal amplifier, a regulating body located in thermal contact with the object of thermal regulation, a heat insulating shell is introduced to accommodate the objects and thermal regulation, a temperature measuring transducer of the insulating shell, a nonlinear correction element, an error signal amplifier for the temperature of the insulating shell, a first-order differentiator, a second-order differentiator, a computer, a computer matching unit, a temperature change acceleration comparison element, a temperature change rate comparison element, an element comparing the temperature of the insulating shell, the adder and the second adder.
При этом выход измерительного преобразователя температуры теплоизолирующей оболочки соединен со вторым входом элемента нелинейной коррекции и первым входом элемента сравнения температуры теплоизолирующей оболочки, выход которого соединен с входом усилителя сигнала ошибки по температуре теплоизолирующей оболочки, а второй вход соединен с третьим входом элемента нелинейной коррекции, вторым входом элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования и первым выходом блока согласования с ЭВМ, первый вход которого соединен с выходом дифференциатора первого порядка и с первым входом элемента сравнения скорости изменения температуры, выход которого соединен с входом усилителя сигнала ошибки, а второй вход - с выходом элемента сравнения ускорения температуры, первый вход которого соединен с выходом дифференциатора второго порядка и вторым входом блока согласования с ЭВМ, а второй вход - с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования, а второй вход - со вторым выходом блока согласования с ЭВМ, информационный выход которого связан с ЭВМ, а третий вход соединен с выходом элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования, первый вход которого соединен с входом дифференциатора второго порядка, входом дифференциатора первого порядка, выходом измерительного преобразователя температуры объекта теплового регулирования и первым входом элемента нелинейной коррекции, выход которого соединяй с выходом регулирующего органа, а четвертый вход соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а второй вход - с выходом усилителя сигнала ошибки по температуре теплоизолирующей оболочки. In this case, the output of the temperature insulating shell temperature measuring transducer is connected to the second input of the nonlinear correction element and the first input of the temperature insulating shell temperature comparison element, the output of which is connected to the input of the error signal amplifier according to the temperature of the insulating shell, and the second input is connected to the third input of the nonlinear correction element, the second input an element for comparing the temperature of the heat control object and the first output of the matching unit with a computer, the first input of which is connected with the output of the first-order differentiator and with the first input of the temperature change rate comparison element, the output of which is connected to the input of the error signal amplifier, and the second input - with the output of the temperature acceleration comparison element, the first input of which is connected to the second-order differentiator and the second input of the matching unit A computer, and the second input with the output of the second adder, the first input of which is connected to the output of the temperature control element of the thermal regulation object, and the second input to the second output of the block coordination with a computer, the information output of which is connected to the computer, and the third input is connected to the output of the temperature control element of the thermal control object, the first input of which is connected to the input of the second-order differentiator, the input of the first-order differentiator, the output of the temperature measuring transducer of the thermal control object and the first input of the element nonlinear correction, the output of which is connected to the output of the regulatory body, and the fourth input is connected to the output of the adder, the first input of which is connected to the output of the error signal amplifier, and the second input - with the output of the error signal amplifier according to the temperature of the heat-insulating shell.
Введение усилителя сигнала ошибки позволяет исключить перерегулирование, а также уменьшить время нагрева или охлаждения объекта теплового регулирования путем увеличения скорости изменения температуры объекта теплового регулирования за счет подачи большей мощности на регулирующий орган. В дополнение к этому уменьшение времени нагрева или охлаждения объекта теплового регулирования достигается также в результате введения измерительного преобразователя температуры теплоизолирующей оболочки, элемента сравнения температуры теплоизолирующей оболочки и усилителя сигнала ошибки по температуре теплоизолирующей оболочки, за счет того, что измерительный преобразователь температуры теплоизолирующей оболочки позволяет учитывать тепловые потоки, проходящие через теплоизолирующую оболочку, и в зависимости от их величины вводить дополнительную мощность на регулирующий орган посредством элемента сравнения температуры теплоизолирующей оболочки и усилителя сигнала ошибки по температуре теплоизолирующей оболочки. The introduction of an error signal amplifier allows one to exclude overshoot, as well as to reduce the heating or cooling time of the thermal regulation object by increasing the rate of change of the temperature of the thermal regulation object by supplying more power to the regulatory body. In addition to this, the reduction of the heating or cooling time of the heat control object is also achieved by introducing a temperature measuring transducer of the heat-insulating shell, an element for comparing the temperature of the heat-insulating shell, and an error signal amplifier for the temperature of the heat-insulating shell, due to the fact that the temperature measuring transducer of the heat-insulating shell flows passing through a heat-insulating shell, and depending on their size Thus an additional power to the regulator by means of a heat-insulating casing temperature reference element error signal and the amplifier temperature insulating sheath.
В то же время увеличение мощности регулирующего органа приводит к перерегулированию в процессе установления требуемой температуры. Для исключения этого явления в устройство введены дифференциатор второго порядка, элемент сравнения ускорения изменения температуры, элемент сравнения скорости изменения температуры и элемент нелинейной коррекции. Введение дифференциатора второго порядка, элемента сравнения ускорения изменения температуры и элемента сравнения скорости изменения температуры позволяет уменьшать скорость нарастания температуры объекта теплового регулирования при приближении к требуемой температуре. Тем самым достигается выход на требуемую температуру без перерегулирования. Введение элемента нелинейной коррекции также позволяет уменьшать мощность, подаваемую на регулирующий орган при приближении к требуемой температуре и избежать перерегулирования и колебаний температуры объекта теплового регулирования вблизи его требуемой температуры. At the same time, an increase in the power of the regulatory body leads to overshoot in the process of establishing the required temperature. To eliminate this phenomenon, a second-order differentiator, an element for comparing the acceleration of temperature changes, an element for comparing the rate of change in temperature, and an element of nonlinear correction are introduced into the device. The introduction of a second-order differentiator, an element for comparing the acceleration of temperature changes, and an element for comparing the rate of change in temperature makes it possible to reduce the rate of rise in temperature of the heat control object when approaching the required temperature. This allows reaching the desired temperature without overshoot. The introduction of a nonlinear correction element also allows you to reduce the power supplied to the regulatory body when approaching the desired temperature and to avoid overshoot and temperature fluctuations of the heat control object near its desired temperature.
Вместе с этим элемент нелинейной коррекции позволяет поддерживать мощность регулирующего органа такой, чтобы компенсировались потери тепловых потоков через теплоизолирующую оболочку. Это достигается тем, что второй вход элемента нелинейной коррекции соединен с выходом измерительного преобразователя температуры теплоизолирующей оболочки и при достижении требуемой температуры объекта теплового регулирования на регулирующий орган подается только мощность, предназначенная для компенсации тепловых потоков через теплоизолирующую оболочку. Повышение точности поддержания температуры объекта теплового регулирования достигается введением блока согласования с ЭВМ и второго сумматора, которые позволяют скомпенсировать статическую ошибку поддержания температуры объекта теплового регулирования путем подачи дополнительного воздействия на регулирующий орган при ее возникновении. В то время как в известном устройстве управление регулирующим органом осуществляется только по разнице требуемой температуры и температуры объекта теплового регулирования, что приводит к перерегулированию, длительному времени выхода на требуемую температуру и статической ошибке поддержания температуры объекта теплового регулирования. At the same time, the nonlinear correction element allows you to maintain the power of the regulatory body in such a way as to compensate for the loss of heat fluxes through the insulating shell. This is achieved by the fact that the second input of the nonlinear correction element is connected to the output of the measuring transducer of the temperature of the heat-insulating shell, and when the required temperature of the heat regulation object is reached, only the power supplied to the regulating body is used to compensate for the heat fluxes through the heat-insulating shell. Improving the accuracy of maintaining the temperature of the heat control object is achieved by introducing a matching unit with a computer and a second adder, which compensate for the static error of maintaining the temperature of the heat control object by applying additional influence to the regulatory body when it occurs. While in the known device the control of the regulatory body is carried out only by the difference in the required temperature and the temperature of the heat regulation object, which leads to overshoot, a long time to reach the required temperature and the static error of maintaining the temperature of the heat regulation object.
На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования и стабилизации температуры. The drawing shows a block diagram of a device for regulating and stabilizing the temperature.
Устройство содержит теплоизолирующую оболочку 1, в которой размещен объект теплового регулирования, измерительный преобразователь температуры объекта регулирования 2, выход которого соединен с первым входом элемента нелинейной коррекции 3, с входом дифференциатора первого порядка 4, с входом дифференциатора второго порядка 5 и первым входом элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования 6, второй вход которого соединен со втором входом элемента нелинейной коррекции 3, первым выходом блока согласования с ЭВМ 7 и первым входом элемента сравнения температуры теплоизолирующей оболочки 8, второй вход которого соединен с третьим входом элемента нелинейной коррекции 3 и выходом измерительного преобразователя температуры теплоизолирующей оболочки 9, находящегося в тепловом контакте с теплоизолирующей оболочкой 1, а выход соединен с входом усилителя сигнала ошибки по температуре теплоизолирующей оболочки 10. The device contains a heat-insulating shell 1, in which the object of thermal regulation is placed, a temperature measuring transducer of the regulation object 2, the output of which is connected to the first input of the nonlinear correction element 3, with the input of the first order differentiator 4, with the input of the second order differentiator 5 and the first input of the temperature comparison element thermal regulation object 6, the second input of which is connected to the second input of the nonlinear correction element 3, the first output of the matching unit with the computer 7 and the first input one of the temperature comparison element of the heat-insulating shell 8, the second input of which is connected to the third input of the nonlinear correction element 3 and the output of the temperature measuring transducer of the heat-insulating shell 9, which is in thermal contact with the heat-insulating shell 1, and the output is connected to the input of the error signal amplifier according to the temperature of the heat-insulating shell 10 .
Выход последнего соединен с первым входом сумматора 11, выход которого соединен с четвертым входом элемента нелинейной коррекции 3, а второй вход - с выходом усилителя сигнала ошибки 12, вход которого соединен с выходом элемента сравнения скорости изменения температуры 13, первый вход которого соединен с выходом дифференциатора второго порядка 4 и первым входом блока согласования с ЭВМ 7, а второй вход соединен с выходом элемента сравнения ускорения изменения температуры 14, первый вход которого соединен с выходом дифференциатора второго порядка 5 и вторым входом блока согласования с ЭВМ 7, а второй вход соединен с выходом второго сумматора 15, первый вход которого соединен со вторым выходом блока согласования с ЭВМ 7, а второй вход - с выходом элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования 6 и третьим входом блока согласования с ЭВМ 7, информационная шина которого соединена с ЭВМ 16. При этом выход элемента нелинейной коррекции 3 соединен с входом регулирующего органа 17, находящегося в тепловом контакте с объектом теплового регулирования. The output of the latter is connected to the first input of the adder 11, the output of which is connected to the fourth input of the nonlinear correction element 3, and the second input is connected to the output of the error signal amplifier 12, the input of which is connected to the output of the temperature change rate comparison element 13, the first input of which is connected to the output of the differentiator second order 4 and the first input of the matching unit 7, and the second input is connected to the output of the temperature change acceleration comparison element 14, the first input of which is connected to the output of the second pore differentiator 5 and the second input of the matching unit with the computer 7, and the second input is connected to the output of the second adder 15, the first input of which is connected to the second output of the matching unit with the computer 7, and the second input - with the output of the temperature comparison element of the heat regulation object 6 and the third input a matching unit with a computer 7, the information bus of which is connected to the computer 16. The output of the nonlinear correction element 3 is connected to the input of the regulatory body 17 in thermal contact with the object of thermal regulation.
Устройство работает следующим образом. В соответствии с программой, закладываемой в ЭВМ 16, на первом выходе блока согласования с ЭВМ 7 формируется сигнал, соответствующий требуемой температуре То объекта теплового регулирования, который подается на второй вход элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования 6, на первый вход которого подается сигнал с выхода датчика температуры объекта теплового регулирования 2, соответствующий температуре Т объекта теплового регулирования. На выходе элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования 6 формируется сигнал, пропорциональный разности требуемой температуры Тo объекта теплового регулирования, который подается на третий вход блока согласования с ЭВМ 7, с выхода которого он поступает в ЭВМ 16, а также поступает на первый вход второго сумматора 15, с выхода которого этот сигнал подается на второй вход элемента сравнения ускорения изменения температуры 14, на первый вход которого поступает сигнал с выхода дифференциатора второго порядка 5.The device operates as follows. In accordance with the program embedded in the computer 16, at the first output of the matching unit with the computer 7, a signal is generated corresponding to the required temperature T о of the heat regulation object, which is supplied to the second input of the temperature comparison element of the heat regulation object 6, the first input of which is supplied with the output of the temperature sensor of the heat regulation object 2, corresponding to the temperature T of the heat regulation object. At the output of the temperature comparison element of the heat regulation object 6, a signal is generated proportional to the difference in the required temperature T o of the heat regulation object, which is fed to the third input of the matching unit with the computer 7, from the output of which it enters the computer 16, and also enters the first input of the second adder 15, from the output of which this signal is fed to the second input of the temperature change acceleration comparison element 14, the first input of which receives a signal from the output of the second-order differentiator 5.
Разностный сигнал с выхода элемента сравнения ускорения изменения температуры 14 поступает на второй вход элемента сравнения скорости изменения температуры 13, на первый вход которого поступает сигнал с выхода дифференциатора первого порядка 4. Разностный сигнал с выхода элемента сравнения скорости изменения температуры 13 подается на вход усилителя сигнала ошибки 12, усиленный сигнал с выхода которого подается на первый вход сумматора 11. С выходя сумматора 11 сигнал поступает на четвертый вход элемента нелинейной коррекции 3, который на выходе формирует сигнал управления регулирующим органом 17. Регулирующий орган 17 осуществляет подвод или отвод тепла к объекту теплового регулирования и теплоизолирующей оболочке 1 в соответствии с полярностью сигнала, появляющегося на выходе элемента нелинейной коррекции 3. Изменение температуры теплоизолирующей оболочки 1 регистрируется измерительным преобразователем температуры теплоизолирующей оболочки 9. Сигнал, соответствующий температуре Тиз теплоизолирующей оболочки 1, поступает на второй вход элемента нелинейной коррекции 3 и на первый вход элемента сравнения температуры теплоизолирующей оболочки 8, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий температуре То объекта теплового регулирования. С выхода элемента сравнения температуры теплоизолирующей оболочки 8 разностный сигнал подается на вход усилится сигнала ошибки по температуре теплоизолирующей оболочки 10, с выхода которого усиленный сигнал поступает на второй вход сумматора 11.The differential signal from the output of the temperature change acceleration comparison element 14 is fed to the second input of the temperature change rate comparison element 13, the first input of which receives a signal from the output of the first order differentiator 4. The difference signal from the output of the temperature change rate comparison element 13 is fed to the input of the error signal amplifier 12, the amplified signal from the output of which is fed to the first input of the adder 11. From the output of the adder 11, the signal is fed to the fourth input of the nonlinear correction element 3, which the process generates a control signal to the regulatory body 17. The regulatory body 17 supplies or removes heat to the heat control object and the heat-insulating sheath 1 in accordance with the polarity of the signal appearing at the output of the nonlinear correction element 3. The temperature change of the heat-insulating sheath 1 is recorded by a temperature transmitter of the heat-insulating sheath 9 . The signal corresponding to the temperature T of the insulating casing 1 is supplied to a second input of the nonlinear correction element 3 the first input of the comparison element temperature insulating casing 8, to the second input of which the signal corresponding to the temperature T of the object thermal regulation. From the output of the temperature comparison element of the heat-insulating shell 8, the difference signal is fed to the input of the amplified error signal according to the temperature of the heat-insulating shell 10, from the output of which the amplified signal is supplied to the second input of the adder 11.
Изменение температуры объекта теплового регулирования регистрируется измерительным преобразователем температуры объекта теплового регулирования 2. Сигнал, соответствующий температуре объекта теплового регулирования, с выхода измерительного преобразователя температуры объекта теплового регулирования 2 поступает на первый вход элемента нелинейной коррекции 3, на третий вход которого подается сигнал, соответствующий требуемой температуре То объекта теплового регулирования. Одновременно сигнал с выходя измерительного преобразователя температуры объекта теплового регулирования 2 поступает на входы дифференциатора первого порядка 4 и дифференциатора второго порядка 5, а также на первый вход элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования 6.The temperature change of the heat regulation object is recorded by the temperature measuring transducer of the heat regulation object 2. The signal corresponding to the temperature of the heat regulation object is output from the output of the temperature measuring transducer of the heat regulation object 2 to the first input of the nonlinear correction element 3, the third input of which contains a signal corresponding to the required temperature T about the object of thermal regulation. At the same time, the signal from the output of the temperature measuring transducer of the heat control object 2 is fed to the inputs of the first-order differentiator 4 and the second-order differentiator 5, as well as to the first input of the temperature comparison element of the thermal control object 6.
Разностный сигнал с выхода элемента сравнения температуры объекта теплового регулирования 6 поступает на первый вход второго сумматора 15 и третий вход блока согласования с ЭВМ 7. Одновременно с ним на первый и второй входы этого блока поступают сигналы с выходов дифференциатора первого порядка 4 и дифференциатора второго порядка 5 соответственно. Эти три сигнала поступают в ЭВМ 16, где в соответствии с программой формируется сигнал коррекции, который компенсирует статическую ошибку между требуемой температурой То и температурой объекта теплового регулирования Т и поступает на второй выход блока согласования с ЭВМ 7. С этого выхода сигнал коррекции поступает на второй вход второго сумматора 15, с выхода которого сумма сигналов поступает на второй вход элемента сравнения ускорения изменения температуры 14, на первый вход которого при этом подается сигнал с выхода дифференциатора второго порядка 5.The differential signal from the output of the temperature control element of the heat regulation object 6 is supplied to the first input of the second adder 15 and the third input of the matching unit with computer 7. Simultaneously with it, the signals from the outputs of the first-order differentiator 4 and the second-order differentiator 5 are received at the first and second inputs of this block respectively. These three signals are fed to the computer 16, where, in accordance with the program, a correction signal is generated that compensates for the static error between the required temperature T o and the temperature of the thermal control object T and is fed to the second output of the matching unit with computer 7. From this output, the correction signal is sent to the second input of the second adder 15, the output of which the sum of the signals is fed to the second input of the element for comparing the acceleration of temperature changes 14, the first input of which is supplied with a signal from the output of the differentiator horn order 5.
Разностный сигнал с выхода элемента сравнения ускорения изменения температуры 14 подается на второй вход элемента сравнения скорости изменения температуры 13, на первый вход которого при этом поступает сигнал с выхода дифференциатора первого порядка 4. Полученный разностный сигнал подается на вход усилителя сигнала ошибки 12, с выхода которого усиленный сигнал поступает на первый вход сумматора 11, с выхода которого суммарный сигнал ошибки температуры объекта теплового регулирования и разностный сигнал требуемой температуры объекта теплового регулирования и температуры теплоизолирующей оболочки 1 поступает на четвертый вход элемента нелинейной коррекции 3. Элемент нелинейной коррекции 3 меняет величину сигнала, поступающего с выхода сумматора 11 на его вход, в зависимости от температур: требуемой То, объекта теплового регулирования Т и теплоизолирующей оболочки Тиз. Если разность температур То-Т и То-Тиз велика, то элемент нелинейной коррекции 3 пропускает сигнал без изменений, а если разности малы, то величина сигнала уменьшается. При этом в первом случае регулирующий орган 17 работает на полную мощность, а во втором уменьшает свою мощность пропорционально подаваемому на него сигналу управления. Если разность To-Т равна нулю, то величина выходного сигнала выбирается такой, чтобы регулирующий орган 17 компенсировал утечки тепла из объекта теплового регулирования в теплоизолирующую оболочку 1 и далее в окружающую среду.The differential signal from the output of the temperature change acceleration comparison element 14 is fed to the second input of the temperature change speed comparison element 13, the first input of which receives a signal from the output of the first-order differentiator 4. The received difference signal is fed to the input of the error signal amplifier 12, from the output of which the amplified signal is fed to the first input of the adder 11, from the output of which the total signal of the temperature error of the object of thermal regulation and the differential signal of the desired temperature of the object is warm new regulation and temperature of the insulating shell 1 is fed to the fourth input of the non-linear correction element 3. The non-linear correction element 3 changes the value of the signal from the output of the adder 11 to its input, depending on the temperatures: the required T o , the object of thermal regulation T and the insulating shell T from . If the temperature difference T o -T and T o -T of large, the correction of the nonlinear element 3 passes the signal unchanged, and if the difference is small, the magnitude of the signal decreases. In this case, in the first case, the regulatory body 17 operates at full power, and in the second, it reduces its power in proportion to the control signal supplied to it. If the difference T o -T is equal to zero, then the value of the output signal is selected such that the regulatory body 17 compensates for heat leakage from the heat regulation object into the heat-insulating shell 1 and further into the environment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115948/09A RU2204159C2 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Temperature control and stabilization device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115948/09A RU2204159C2 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Temperature control and stabilization device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99115948A RU99115948A (en) | 2001-05-10 |
| RU2204159C2 true RU2204159C2 (en) | 2003-05-10 |
Family
ID=20222984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99115948/09A RU2204159C2 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Temperature control and stabilization device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2204159C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2475804C1 (en) * | 2012-01-11 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Temperature control device |
| WO2014185824A1 (en) * | 2013-05-15 | 2014-11-20 | Poluboyarov Dmitriy Vladimirovich | Additive made from vegetable material and method for producing same |
-
1999
- 1999-07-21 RU RU99115948/09A patent/RU2204159C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЯРЫШЕВ Н.А. и др. Тепловой расчет термостатов. - Л.: Энергоатомиздат, 1984, с.9 и 10. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2475804C1 (en) * | 2012-01-11 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Temperature control device |
| WO2014185824A1 (en) * | 2013-05-15 | 2014-11-20 | Poluboyarov Dmitriy Vladimirovich | Additive made from vegetable material and method for producing same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR940002641B1 (en) | Clock thermostat control device | |
| US5209398A (en) | Model-based thermobalance with feedback | |
| KR940704025A (en) | ELECTRONIC TIME THERMOSTAT WITH A TEMPORARY NEXT PERIOD ADJUSTMENT MEANS | |
| US4189093A (en) | Apparatus for regulating the temperature of a compartment or space | |
| JPS6215818B2 (en) | ||
| US4304219A (en) | Solar energy control system | |
| RU2204159C2 (en) | Temperature control and stabilization device | |
| CN110094838B (en) | Variable parameter model-free self-adaptive control method based on air conditioning system | |
| US4489882A (en) | Variable time constant anticipation thermostat | |
| US6464627B1 (en) | Heater control for infant warmer | |
| JPS6277604A (en) | Proportional controller | |
| US4282752A (en) | Multi-channel temperature measurement amplification system | |
| JPS5568548A (en) | Air-conditioning unit | |
| FR2413708A1 (en) | Temp. regulator associated with heat exchanger - obtains error signal for control by comparing measured temp. with setting temp. | |
| JPH01174954A (en) | Heat analyzer | |
| SU964593A1 (en) | Precision temperature regulator | |
| JP2882098B2 (en) | Temperature control module | |
| SU1548730A1 (en) | Device for differential thermal analysis | |
| SU661523A1 (en) | Thermostat | |
| SU1155949A2 (en) | Automatic d.c.electrothermoanemometer | |
| SU746462A1 (en) | Temperature regulating device | |
| GB2162972A (en) | Control of system parameters | |
| SU997006A1 (en) | Thermostat | |
| US3092321A (en) | Automatic control system of the current-summing type | |
| SU682885A1 (en) | Thermoelectrical thermostatic apparatus |