SU1037224A1

SU1037224A1 - Internal object temperature

Info

Publication number: SU1037224A1
Application number: SU823426277A
Authority: SU
Inventors: Данил Иванович Малеев; Галина Михайловна Малеева; Семен Самойлович Самойлович
Original assignee: Удмуртский государственный университет им.50-летия СССР
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1983-08-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИНЕРЦИОННОГО РБЪИСТА, содержащее первую термопару, расположенную на инерционном объекте регулировани , и включеы .ную последовательно с ней вторую термопару , теплоизолированную От объекта регулир(ани , а также включенные последовательно эадатчик программы, эле-, мент сравнени , блок управлени , усилитель мопгаостн и нагреватель, расположенный в тепловом контакте с инерционным объектом регудвровани , отличающеес тем, что, с целью повышени точности усгфойства, между точкой соединени первой и второй термопар и вторым ш шодом второй термсшары включены соединенные последовательно конденсаtop и переменный резистс дифференцирующей пепв, причем подвижный контакт переменного резистора соединен с вторым входом элекюнта сравнени . СО к 4:A DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE OF THE INERTIAL BARRIET, containing the first thermocouple located on the inertial object of regulation, and including in series with it the second thermocouple, insulated From the object of regulation an amplifier amplifier and a heater located in thermal contact with an inertial object of recovery, characterized in that, in order to improve the accuracy of the system, between the connection point The second and second thermocouple shafts of the second thermocouple are connected in series with a condensate and a variable resistive differentiator, with the moving contact of the variable resistor connected to the second input of the reference. CO to 4:

Description

Изобретение относитс к технике авто матического регулировани температуры и может быть использовано совместно с известными терморегул торами дл улучшени их параметров. Известны способ и устройство регулировани температуры печи, использующие два измерени температуры, одно из которых делаетс вблизи нагревательных элементов, а второе - вбли зи объекта регулировани . Причем, второ измерение действует как коррекци перво . го, вызыва быстрое восстановление тек пературы обработки при смене объекта C Реализаци такого способа предполагает заметное усложнение блока управ лени , исключа использование стандарт ных высокоточных регул торов темп&ратур . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому 5шл етс ус-г ройство, содержащее первый датчик температуры , установленный на массивном объекте регулировани , второй датчик, расположенный ближе к нагревателю, блок управлени , сравнивающий суммарный сигнал с датчиков и сигнал с задаю щего блока, усилитель мощности, по сигналам с блока управлени регулирующий мощность нагревател . При этом в блоке, управлени может осушествл тьг с частотна коррекци сигнала управлени , имеюща целью устранение стати ческой ошибки регулировани и демпфиро вание возможных переходных процессов и даже самовозбуждени , часто возникающих в системах аваюматического регулировани температур инерционных объектов при увеличении усилени в цепи обратной св зи, необходимого дл уменьшени ошибок и увеличени точности регулировани . Сигнал от второго датчика, имеющего меньшую тепловую посто нную времени, позвол ет рез пЬвысить запас устойчивости системъ автоматического регулировани температуры благодар более эффективному демпфированию возможнъ1Х колебаний сип нала ошибки. Это позвол ет использовать полученную систему дл автоматичэского регулировани в широком диапазоне температуры массивнъ1Х объектов даже в случае, если их тепловые характерно. тики при этом могут значительно измез н тьс Г2 j , Однако ошибка регулировани в иэвестном устройстве может бъггь равной нулю только в случае, если температура нагревател и температура регулирую MOIX) объекта совпадают или отличаютс всегда строго на одну и ту же величину, что даже в статическом случае выпоон етс довольно редко. Как правило, между нагревателем и объектом регулировани даже в статическом случае устанавливаетс значительный температурный градиент, возникающий иэ-за тепловъ1Х потерь регулируемого объекта, В этом случае известна система автоматического регулировани будет отрабатьшать фактически некоторую среднюю температуру между нагревателем и объектом, что снижает точность регулировани , особенно при ш№роком диапазоне регулировани температуры , когда величина градиента сильно измен етс . Келью изобретени вл етс повышение точности устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл регулировани температуры, содержащем первую термопару , расположенную на инерционном объекте регулировани и включенную последовательно с ней вторую термопару, теплоизолированную от объекта регулиро вани , а также включенные последовательно задатчик программы, элемент сравнени , блок управлени , усилитель мощности и нагреватель, расположенный в тепловом контакте с инерционным объектом регулировани , между точкой соединени первой и второй термопар и вторым выводом второй термопары включены соединенные последовательно конденсатор и- переменный резистор дифференцирующей цепи, причем подвижнъ1й контакт переменного резистора соединен с BTopbiM входом элемента сравнени . На чераеже представлена блок-схема устройства дл регулировани температур ры инерционного объекта. Устройство содержит инерционный объект 1 терморегулировани , первую 2 и вторую 3 термопары, блок 4 управлени , задатчик 5 программът, усилитель 6 мощности и нагреватель 7, конденсатор 8 и переменный резистор 9, схему 1О сравнени . Нагреватель 7 (например, лучевой наг реватель) нагревает объект 1 регулировани (массивную деталь, обладающую значительной тепловой инерцией) н св занную с ним надежным тепловым контактом термопару 2, Поэтому сигнал с выхода термопары 2 точно соответствует температуре объекта, но отличаетс The invention relates to the technique of automatic temperature control and can be used in conjunction with known temperature controllers to improve their parameters. There is a known method and apparatus for controlling the temperature of the furnace, using two temperature measurements, one of which is made near the heating elements, and the second is near the control object. Moreover, the second measurement acts as a first correction. This causes a rapid recovery of the processing flow when the object is changed. Implementing such a method implies a considerable complication of the control unit, eliminating the use of standard high-precision tempo- rameters & The closest in technical essence to the proposed arrangement is a device comprising a first temperature sensor mounted on a massive control object, a second sensor located closer to the heater, a control unit comparing the sum signal from the sensors and the signal from the master unit, the power amplifier , according to signals from the control unit, regulating the power of the heater. In this case, the control unit can implement the frequency correction of the control signal, with the aim of eliminating the static control error and damping possible transients and even self-excitation, often occurring in the emergency temperature control systems of inertial objects with increasing gain in the feedback circuit, necessary to reduce errors and increase control accuracy. The signal from the second sensor, which has a shorter thermal time constant, allows you to cut the stability margin of the system for automatic temperature control due to more effective damping of possible fluctuations of the error. This allows the resulting system to be used for automatic control over a wide range of temperature of massive objects, even if their thermal characteristics are characteristic. The tics can be significantly reduced by G2 j. However, the regulation error in the well-known device can be equal to zero only if the heater temperature and temperature regulate the MOIX of the object coincide or differ always strictly by the same value, which even in the static the case is rather rare. As a rule, a significant temperature gradient arises between the heater and the control object, even in the static case, due to the heat loss of the regulated object. In this case, the automatic control system will actually have some average temperature between the heater and the object, which reduces the control accuracy, especially with a number of temperature control ranges, when the magnitude of the gradient varies greatly. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device. The goal is achieved by the fact that in a temperature control device containing a first thermocouple, located on an inertial control object and connected in series with it a second thermocouple, insulated from the control object, as well as a program unit connected in series, comparison element, control unit, power amplifier and a heater located in thermal contact with an inertial control object between the point of connection of the first and second thermocouples and the second terminal of the second ter sponge incorporated capacitor connected in series u variable resistor differentiating circuit, wherein podvizhn1y contact of the variable resistor coupled to the input of the comparison element BTopbiM. A block diagram of a device for controlling the temperatures of an inertial object is shown in the sequence. The device contains an inertial thermal control object 1, the first 2 and second 3 thermocouples, the control unit 4, the program setting unit 5, the power amplifier 6 and the heater 7, the capacitor 8 and the variable resistor 9, the comparison circuit 1O. The heater 7 (for example, a beam heater) heats the control object 1 (a massive piece with significant thermal inertia) and the associated thermocouple 2 with a reliable thermal contact. Therefore, the signal from the output of the thermocouple 2 exactly corresponds to the temperature of the object, but differs

31О37224t .31O37224t.

большой инерционностыо. Втора тер-пор дков) уменьшить регулировкой сlarge inertia. Second ter-rd dk) reduce adjustment with

мопара 3 может быть расположенапомощью переменного резистора 9 глуи вблизи объекта регулщэовани , нобины демпфировани .;Mopar 3 can be located with the help of a variable resistor 9 in the vicinity of the object to be regulated, the damping knob;

благодар всей, сравнительно с объек-При регулировании с помощью лучатом регулировани , малой массе, может 5вого нагревател температуры объеиthanks to all, in comparison with the object-When regulating with the help of a radiant adjustment, low weight, can the 5th heater of the temperature of the volume

обладать значительно (на насколькотан-металлического образца, имаюшегоpossess significantly (on a small metal sample,

пор дков) меньшей инерционностью. хороший механический контакт с холодПоэтому сигнал второй термопары 3,ными зажимами испытательной машины,order) less inertia. good mechanical contact with the cold. Therefore, the signal of the second thermocouple 3, these terminals of the testing machine,

продифференцированный цепочкой, соо-в диапазоне от 2О до , раэTOsnaafl из конденсатора 8 и резистора 9, юница в температуре нагревател и объакиме малое запаздывание по управл юща-та может достигать нескольких сотенdifferentiated by the chain, co-ranging from 2O to, raeTOsnaafl from capacitor 8 and resistor 9, a unit in the heater temperature and opening a small delay in the control can reach several hundred

му сигналу блока управлени , приводитградусов. Использование прадлагаамогоcontrol unit signal, leads to degrees. Use of pradlagamogo

к эффективному демпфированию замкну-устройства может привастн к снижениюto effective damping of a closed-loop device may lead to a decrease in

той системы автоматичаского регулиро-соответствующей ошибки (до 10 град)the system of automatic regulation-appropriate error (up to 10 degrees)

ванн те1Л1ературы, а возникакпциа при isотслеживани температуры от значени ,baths of tera1loratura, and occurring during temperature monitoring from the value

этом динамичаскиа ошибки регулировани определ емого сигналом задающегоThis dynamic control error determined by the signal specifying

можно значительно (тоже на несколькоблока.can be significantly (also on multiple blocks.

Claims

DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE OF AN INERTIAL OBJECT, containing the first thermocouple located on the inertial object of regulation, and connected in series with it a second thermocouple, thermally insulated from the object of regulation, as well as sequentially programmed control unit, electronic control element, control unit, power amplifier and heater located in thermal contact with an inertial control object, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, between the connection point of the first and the second thermocouple and the second output of the second thermocouple are connected in series with the capacitor in the variable resistor trim "- with the pepi, and the movable contact of the variable resistor is connected to the second input of the comparison element.

SU „„ 1037224

1 1037224 2