RU2556367C1 - Thermostatic system - Google Patents

Thermostatic system Download PDF

Info

Publication number
RU2556367C1
RU2556367C1 RU2014125914/08A RU2014125914A RU2556367C1 RU 2556367 C1 RU2556367 C1 RU 2556367C1 RU 2014125914/08 A RU2014125914/08 A RU 2014125914/08A RU 2014125914 A RU2014125914 A RU 2014125914A RU 2556367 C1 RU2556367 C1 RU 2556367C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
comparator
inverted signal
inputs
voltage
conjunction
Prior art date
Application number
RU2014125914/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Васильевич Юдин
Алексей Викторович Юдин
Александр Валерьевич Голубкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева"
Priority to RU2014125914/08A priority Critical patent/RU2556367C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2556367C1 publication Critical patent/RU2556367C1/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: to the known thermostatic system auxiliary heating element and electronic key connected into a series circuit and coupled to the network terminals, auxiliary temperature sensor and amplifier, reference voltage source, three voltage comparators and two logic components are added; the first logic component is connected by its output to control input of electronic key and with its inputs to outputs of the first, second and third voltage comparators respectively; the second logic component is connected by its output to control input of the auxiliary electronic key and by its inputs to inputs of the first, second and third voltage comparators respectively; at that amplifier of the main temperature sensor is coupled to sum inputs of the first and third voltage comparators and auxiliary sensor is coupled to sum input of the second voltage comparator and countdown input of the third voltage comparator; reference voltage source is connected by its input to the network and by its output to countdown inputs of the first and second voltage comparators; at that the first logic component performs conjunction of inverted signal of the first comparator and disjunction of inverted signal of the second comparator with conjunction of signal of the second comparator and inverted signal of the third comparator while the second logic component performs conjunction of inverted signal of the second comparator and disjunction of inverted signal of the first comparator with conjunction of signal of the first comparator and inverted signal of the third comparator.EFFECT: increased homogeneity of temperature field.2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к термостатирующим устройствам и предназначено для поддержания необходимой температуры нагревателя и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to thermostatic devices and is intended to maintain the required temperature of the heater and can be used in food, chemical and other industries.

Известно термостатирующее устройство, содержащее нагревательный элемент и электронный ключ, образующие последовательную цепь, соединенную с зажимами сети, и устройство управления, подключенное к задатчику температуры [Патент РФ №2225993, МПК 7 G05D 23/24, 20.03.2004].Known thermostatic device containing a heating element and an electronic key forming a serial circuit connected to the terminals of the network, and a control device connected to the temperature controller [RF Patent No. 2225993, IPC 7 G05D 23/24, 03.20.2004].

Недостатком такого устройства является большой разброс температуры по периметру нагревательного элемента, что обусловлено различными условиями отвода тепла от его поверхности.The disadvantage of this device is the large temperature spread around the perimeter of the heating element, which is due to various conditions of heat removal from its surface.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является термостатирующее устройство, содержащее нагревательный элемент, и устройство для регулирования мощности, включающее датчик температуры, подключенный к усилителю, и электронный ключ, образующий совместно с нагревательным элементом последовательную цепь, соединенную с зажимами сети [Патент РФ №2343534, МПК 7 G05D 23/24, 20.01.2009].Of the known devices, the closest in technical essence is a thermostatic device containing a heating element, and a device for controlling power, including a temperature sensor connected to an amplifier, and an electronic key, which together with the heating element forms a series circuit connected to the terminals of the network [RF Patent No. 2343534, IPC 7 G05D 23/24, 01.20.2009].

Недостатком такого устройства также является большой разброс температуры по периметру нагревательного элемента, что обусловлено различными условиями отвода тепла от его поверхности.The disadvantage of this device is also a large temperature spread around the perimeter of the heating element, which is due to various conditions of heat removal from its surface.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение однородности температурного поля.The technical result of the invention is to increase the uniformity of the temperature field.

Технический результат достигается тем, что в известное термостатирующее устройство, содержащее нагревательный элемент и устройство для регулирования мощности, включающее основной датчик температуры, подключенный к усилителю, и электронный ключ, образующий совместно с нагревательным элементом последовательную цепь, соединенную с зажимами сети, введены дополнительные нагревательный элемент и электронный ключ, соединенные в последовательную цепь и подключенные к зажимам сети, дополнительные датчик температуры и усилитель, соединенные каскадно, а также источник опорного напряжения, три компаратора напряжения и два логических элемента, первый из которых подключен своим выходом к управляющему входу электронного ключа, а входами - соответственно к выходам первого, второго и третьего компараторов напряжения, второй из которых подключен своим выходом к управляющему входу дополнительного электронного ключа, а входами - соответственно к выходам первого, второго и третьего компараторов напряжения, причем усилитель основного датчика температуры подключен к суммирующим входам первого и третьего компараторов напряжения, а дополнительный - к суммирующему входу второго и вычитающему входу третьего компараторов напряжения, источник опорного напряжения входом соединен с сетью, а выходом - с вычитающими входами первого и второго компараторов напряжения, при этом первое логическое устройство выполняет функцию конъюнкции инвертированного сигнала первого компаратора и дизъюнкции инвертированного сигнала второго компаратора с конъюнкцией сигнала второго компаратора и инвертированного сигнала третьего компаратора, а второе - конъюнкцию инвертированного сигнала второго компаратора и дизъюнкции инвертированного сигнала первого компаратора с конъюнкцией сигнала первого компаратора и инвертированного сигнала третьего компаратора.The technical result is achieved by the fact that in the known thermostatic device containing a heating element and a device for regulating power, including a main temperature sensor connected to an amplifier, and an electronic key, which together with the heating element forms a series circuit connected to the network terminals, additional heating element is introduced and an electronic key connected in a serial circuit and connected to the network terminals, additional temperature sensor and amplifier, connected f cascade, as well as a voltage reference source, three voltage comparators and two logic elements, the first of which is connected with the output to the control input of the electronic key, and the inputs are respectively the outputs of the first, second and third voltage comparators, the second of which is connected with its output to the control input of the additional electronic key, and the inputs, respectively, to the outputs of the first, second and third voltage comparators, and the amplifier of the main temperature sensor is connected to the summing inputs I will give the first and third voltage comparators, and an additional one to the summing input of the second and subtracting inputs of the third voltage comparators, the voltage reference source is connected to the network by the input, and to the subtracting inputs of the first and second voltage comparators, while the first logical device performs the inverted conjunction function the signal of the first comparator and the disjunction of the inverted signal of the second comparator with the conjunction of the signal of the second comparator and the inverted signal of the third compa a second, the conjunction of the inverted signal of the second comparator and the disjunction of the inverted signal of the first comparator with the conjunction of the signal of the first comparator and the inverted signal of the third comparator.

Для уменьшения разброса температуры по периметру нагревательного элемента нагревательный элемент термостатирующего устройства N выполнен в виде плоской спирали, при этом его дополнительная часть размещена по периметру плоскости. Схема предложенного устройства приведена на чертеже.To reduce the temperature spread around the perimeter of the heating element, the heating element of the thermostatic device N is made in the form of a flat spiral, while its additional part is placed along the perimeter of the plane. A diagram of the proposed device is shown in the drawing.

Термостатирующее устройство, изображенное на чертеже, содержит нагревательный элемент 1 и устройство для регулирования мощности, включающее датчик температуры 2, подключенный к усилителю 3, и электронный ключ 4, образующий совместно с нагревательным элементом 1 последовательную цепь, соединенную с зажимами сети, дополнительный нагревательный элемент 5 и электронный ключ 6, соединенные в последовательную цепь и подключенные к зажимам сети, дополнительный датчик температуры 7 и усилитель 8, соединенные каскадно, а также источник опорного напряжения 9, три компаратора напряжения 10, 11, 12 и два логических элемента 13 и 14, первый из которых подключен своим выходом к управляющему входу электронного ключа 4, а входами - соответственно к выходам первого 10, второго 11 и третьего 12 компараторов напряжения, второй из которых 14 подключен своим выходом к управляющему входу дополнительного электронного ключа 6, а входами - соответственно к выходам первого 10, второго 11 и третьего 12 компараторов напряжения, причем усилитель основного датчика температуры 3 подключен к суммирующим входам первого и третьего компараторов напряжения 10 и 11, а дополнительный - к суммирующему входу второго 11 и вычитающему входу третьего 12 компараторов напряжения. Источник опорного напряжения 9 входом соединен с сетью, а выходом - с вычитающими входами первого 10 и второго 11 компараторов напряжения, при этом первое логическое устройство выполняет функцию конъюнкции инвертированного сигнала первого компаратора и дизъюнкции инвертированного сигнала второго компаратора с конъюнкцией сигнала второго компаратора и инвертированного сигнала третьего компаратора, а второе - конъюнкцию инвертированного сигнала второго компаратора и дизъюнкции инвертированного сигнала первого компаратора с конъюнкцией сигнала первого компаратора и инвертированного сигнала третьего компаратора.The thermostatic device shown in the drawing contains a heating element 1 and a device for regulating power, including a temperature sensor 2 connected to an amplifier 3, and an electronic key 4, forming together with the heating element 1 a series circuit connected to the terminals of the network, an additional heating element 5 and an electronic key 6 connected in a serial circuit and connected to the terminals of the network, an additional temperature sensor 7 and an amplifier 8 connected in cascade, as well as a reference source voltage 9, three voltage comparators 10, 11, 12 and two logic elements 13 and 14, the first of which is connected with its output to the control input of the electronic key 4, and the inputs are respectively the outputs of the first 10, second 11 and third 12 voltage comparators, the second of which 14 is connected by its output to the control input of an additional electronic key 6, and by inputs, respectively, to the outputs of the first 10, second 11 and third 12 voltage comparators, and the amplifier of the main temperature sensor 3 is connected to the summing inputs of the first and the third voltage comparators 10 and 11, and an additional one to the summing input of the second 11 and subtracting input of the third 12 voltage comparators. The reference voltage source 9 is connected to the network by the input and by the subtracting inputs of the first 10 and second 11 voltage comparators, while the first logical device performs the function of conjunction of the inverted signal of the first comparator and disjunction of the inverted signal of the second comparator with the conjunction of the signal of the second comparator and the inverted signal of the third comparator, and the second is the conjunction of the inverted signal of the second comparator and the disjunction of the inverted signal of the first comparator with the conjunction th signal of the first comparator and the inverted signal of the third comparator.

Датчики температуры могут быть реализованы на основе интегральных датчиков DS 56. Усилители 3 и 8 - на операционных усилителях К140УД8. Логические функции элементов 13 и 14 могут быть реализованы арифметико-логическим устройством, встроенным в микроконтроллер, например Atmega16A. Функции компаратора 10, 11 и 12 выполняет микросхема 554CA3. В качестве источника опорного напряжения может быть применена микросхема REF102AP. Электронные ключи могут быть реализованы на твердотельных реле MD0544ZD3.Temperature sensors can be implemented on the basis of integrated sensors DS 56. Amplifiers 3 and 8 - on operational amplifiers K140UD8. The logical functions of the elements 13 and 14 can be implemented by an arithmetic-logic device built into the microcontroller, for example Atmega16A. The functions of the comparator 10, 11 and 12 are performed by the 554CA3 chip. As a reference voltage source, the REF102AP chip can be used. Electronic keys can be implemented on solid state relays MD0544ZD3.

Термостатирующее устройство работает следующим образом. Датчики температуры 2 и 7 формируют сигналы, несущие информацию о температурах нагревательных элементов T1 и T2. Эти сигналы после усиления усилителями 3 и 8 поступают на суммирующие входы компараторов напряжения 10 и 11. На вычитающие входы их с выхода источника опорного напряжения подается напряжение, пропорциональное номинальной температуре T0. В результате компараторами 10 и 11 формируются логические сигналыThermostatic device operates as follows. Temperature sensors 2 and 7 generate signals that carry information about the temperatures of the heating elements T 1 and T 2 . After amplification by amplifiers 3 and 8, these signals are fed to the summing inputs of voltage comparators 10 and 11. A voltage proportional to the nominal temperature T 0 is supplied to the subtracting inputs from the output of the reference voltage source. As a result, comparators 10 and 11 form logical signals

Figure 00000001
и
Figure 00000002
Figure 00000001
and
Figure 00000002

Компаратором напряжения 12 формируется логический сигналA voltage comparator 12 generates a logical signal

Figure 00000003
Figure 00000003

Логические элементы 13 и 14 формируют сигналы, управляющие состоянием электронных ключей 4 и 6, включение которых приводит к подсоединению соответствующих им нагрузок 1 и 5 к сети.Logic elements 13 and 14 generate signals that control the state of electronic keys 4 and 6, the inclusion of which leads to the connection of the corresponding loads 1 and 5 to the network.

Логика управления электронными ключами обеспечивает согласованное управлением мощностью нагревательных элементов путем использования функций преобразованияThe electronic key control logic provides a consistent control of the power of the heating elements by using the conversion functions

Figure 00000004
и
Figure 00000005
Figure 00000004
and
Figure 00000005

реализуемыми логическими элементами 13 и 14.implemented logical elements 13 and 14.

Такое управление уменьшает отклонений температур зон T1 и T2 от номинального значения T0, повышая однородность температурного поля.This control reduces the temperature deviations of the zones T 1 and T 2 from the nominal value of T 0 , increasing the uniformity of the temperature field.

Claims (2)

1. Термостатирующее устройство, содержащее нагревательный элемент и устройство для регулирования мощности, включающее датчик температуры, подключенный к усилителю, и электронный ключ, образующий совместно с нагревательным элементом последовательную цепь, соединенную с зажимами сети, отличающееся тем, что в него введены дополнительные нагревательный элемент и электронный ключ, соединенные в последовательную цепь и подключенные к зажимам сети, дополнительные датчик температуры и усилитель, соединенные каскадно, а также источник опорного напряжения, три компаратора напряжения и два логических элемента, первый из которых подключен своим выходом к управляющему входу основного электронного ключа, а входами - соответственно к выходам первого, второго и третьего компараторов напряжения, второй из которых подключен своим выходом к управляющему входу дополнительного электронного ключа, а входами - соответственно к выходам первого, второго и третьего компараторов напряжения, причем усилитель основного датчика температуры подключен к суммирующим входам первого и третьего компараторов напряжения, а дополнительный - к суммирующему входу второго и вычитающему входу третьего компараторов напряжения, источник опорного напряжения входом соединен с сетью, а выходом - с вычитающими входами первого и второго компараторов напряжения, при этом первое логическое устройство выполняет функцию конъюнкции инвертированного сигнала первого компаратора и дизъюнкции инвертированного сигнала второго компаратора с конъюнкцией сигнала второго компаратора и инвертированного сигнала третьего компаратора, а второе - конъюнкцию инвертированного сигнала второго компаратора и дизъюнкции инвертированного сигнала первого компаратора с конъюнкцией сигнала первого компаратора и инвертированного сигнала третьего компаратора.1. Thermostatic device containing a heating element and a device for regulating power, including a temperature sensor connected to the amplifier, and an electronic key, which together with the heating element forms a series circuit connected to the terminals of the network, characterized in that an additional heating element is inserted into it and an electronic key connected in a serial circuit and connected to the terminals of the network, an additional temperature sensor and amplifier connected in cascade, as well as a reference source voltage, three voltage comparators and two logic elements, the first of which is connected with its output to the control input of the main electronic key, and the inputs are respectively the outputs of the first, second and third voltage comparators, the second of which is connected with its output to the control input of the additional electronic key and inputs respectively to the outputs of the first, second and third voltage comparators, and the amplifier of the main temperature sensor is connected to the summing inputs of the first and third to voltage regulators, and additional to the summing input of the second and subtracting inputs of the third voltage comparators, the reference voltage source is connected to the network by the input and the outputs to the subtracting inputs of the first and second voltage comparators, while the first logical device performs the function of conjunction of the inverted signal of the first comparator and disjunctions of the inverted signal of the second comparator with the conjunction of the signal of the second comparator and the inverted signal of the third comparator, and the second is the conjunction iju inverted signal of the second comparator and the disjunction of the inverted signal of the first comparator conjunction with the signal of the first comparator and an inverted signal of the third comparator. 2. Термостатирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде плоской спирали, причем его дополнительная часть размещена по периметру плоскости. 2. Thermostatic device according to claim 1, characterized in that the heating element is made in the form of a flat spiral, and its additional part is placed around the perimeter of the plane.
RU2014125914/08A 2014-06-26 2014-06-26 Thermostatic system RU2556367C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125914/08A RU2556367C1 (en) 2014-06-26 2014-06-26 Thermostatic system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125914/08A RU2556367C1 (en) 2014-06-26 2014-06-26 Thermostatic system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2556367C1 true RU2556367C1 (en) 2015-07-10

Family

ID=53538797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014125914/08A RU2556367C1 (en) 2014-06-26 2014-06-26 Thermostatic system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2556367C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU855628A1 (en) * 1979-11-23 1981-08-15 Предприятие П/Я А-7815 Temperature controller
WO2000022491A1 (en) * 1996-12-13 2000-04-20 Wilson Don R Thermostat with occupancy detector
RU2328028C2 (en) * 2006-05-22 2008-06-27 Александр Михайлович Кравченко Two-position temperature adjustment device
RU2343534C2 (en) * 2007-02-13 2009-01-10 ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Thermostatic system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU855628A1 (en) * 1979-11-23 1981-08-15 Предприятие П/Я А-7815 Temperature controller
WO2000022491A1 (en) * 1996-12-13 2000-04-20 Wilson Don R Thermostat with occupancy detector
RU2328028C2 (en) * 2006-05-22 2008-06-27 Александр Михайлович Кравченко Two-position temperature adjustment device
RU2343534C2 (en) * 2007-02-13 2009-01-10 ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Thermostatic system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PH12020552255A1 (en) Vaporizer device heater control
JP6371543B2 (en) Overheat protection circuit and voltage regulator
JP2018510601A5 (en)
WO2009118265A3 (en) A reference voltage circuit
TWI631449B (en) Voltage regulator
KR102275664B1 (en) Band gap reference circuit and dcdc converter equipped with the same
TWI499884B (en) Voltage regulator
MX2009003686A (en) Start-up circuit for bandgap circuit.
RU2556367C1 (en) Thermostatic system
JP6700550B2 (en) regulator
BR112018069953A2 (en) low power voltage level converter circuit
JP2015173315A (en) Temperature control circuit of oscillator with thermostatic bath
KR102227589B1 (en) Power supply voltage monitoring circuit, and electronic circuit including the power supply voltage monitoring circuit
JP2015173313A5 (en)
TWI581086B (en) A reference current generating circuit and a reference voltage generating circuit
JP2015515839A5 (en)
CN104685440B (en) Device for producing direct current passing into load power-supply circuits
JP2008046901A (en) Power supply circuit
GB2545336A (en) Proportional feedback for reduced overshoot and undershoot in a switched output
RU130419U1 (en) RESISTANCE ELECTRIC FURNACE TEMPERATURE REGULATOR (OPTIONS)
JP2012247872A (en) Electronic apparatus, control method thereof, and program
JP2011022692A (en) Feedback control device and feedback control program
CN106730380A (en) The constant control device of far infrared therapeutic apparatus radiation assembly radiation wavelength, intensity
KR20180084290A (en) Thermal dispersion circuit and regulator control circuit
CN105278607A (en) Temperature linear compensating circuit applied in large-current voltage stabilizer and charger

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160627