SU1273894A1 - Устройство дл термостабилизации - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  стабилизации, температуры, когда услови  работы требуют обеспе чени  равенства рабочих температур двух объектов, размещенных в одном термостате, или в двух независимых термостатах. Целью изобретени   вл етс  улучшение эксплуатационных характеристик устройства термостабилизации за счет обеспечени  симметрии температурного пол  в термостате относительно его центра. Сущность его заключаетс  в том, что в устройстве термостабилизации, содержащем термоСО стат, основной и дополнительный контуры стабилизации температуры, в посс леднем термодатчик выполнен в виде двух последовательно соединенных

Description

терморезнсторов 8 и 9, установленных на торцах термостата вблизи соответствующих нагревателей 12 и 13 дополнительного контура. Обща  точка терморезисторов подсоединена к входу операционного усилител  7 дополни- . тельного терморегул тора. В исполнительный блок, имеющий транзисторньш усилитель 10 мощности с нагревателем в нагрузке и непосредственно соединенный входом с выходом операционного усилител , дополнительно введен второй усилитель 11 мощности, выполненный на базе транзистора той же проводимости с нагревателем в нагрузке , вход которого подсоединен через инвертор 14 к входу операционного усилител . Така  схема дополнительного контура стабилизации температуры позвол ет обеспечить равенство температур на торцах термостата. 2 ил.

Изобретение относитс  к активным системам термостабилизации рабочей температуры радиоэлементов и может быть использовано в устройствах измерени  температурно-частотных характеристик прецизионных кварцевых резонаторов в автоматическом режиме или в устройствах, где требуетс  обеспечивать поддержание разности температур между двум  точками термостата или между двум  термостатами не более 0,05 С.

Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных характеристик устройства термостабилизации за счет обеспечени  симметричного температурного пол  в термостате относительно его , центра. ,

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 температурные зависимости.

Устройство содержит термо.стат, состо щий из теплоизол ционного кожуха 1 и рабочей камеры 2, источник 3 питающего напр жени  сосредней точкой , первый контур стабилизации температуры , состо щий из основного терморегул тора 4, термодатчика 5, нагревател  6, второй контур стабилизации температуры, состо щий из операционного усилител  7, к входу которого подключена обща  точка двух последовательно соединенных терморезистрров 8 и 9, образующих резистивный -задатчик дополнительного термодатчика , а к ,вь1ходу подключены два транзисторных усилител  10 и 11 мощности с нагревател ми 12. и 13 в нагрузке, причем вход дополнительного усилител  11 мощности подключен к выходу операционного усилител  7 через инвертор 14.

Дл  по снени  работы устройства 5 термостабилизации рассмотрим раздельно работу первого и второго контуров регулировани  температуры.

При включении устройства термостабилизации величина сигнала на выходе

0 термодатчика 5 имеет такое значение, что терморегул тор 4 обеспечивает максимальную мощность в нагревателе 6, осуществл   разогрев термостата. После установлени  в нем температуры,

5 равной заданному значению, терморегул тор 4 начинает регулировать мощность в нагревателе 6 в соответствии с сигналом управлени  от термодатчика 5, величина которого определ етс 

0 температурным напором между термостатом и внешней средой. Таким образом, основной контур стабилизации температуры осуществл ет стабилизацию температуры в месте размещени  термодатчи5 ка 5. Распределение температуры

вдоль оси термостата при этом зависит от соотношени  величин теплопотерь с его торцовых поверхностей. Если они равны, то температурное поле получаQ етс  симметричным относительно центра , т.е. значени  температур любых двух точек термостата, симметричных относительно центра, равны. Если же это условие не выполн етс , то темпе- ратурное поле будет несимметричным.

Э ,

Claims (1)

1. При включении источника 3 питающего напр жени  подаетс  напр жение на вход терморезисторов 8 и 9. В случае равенства температур на торцах термостата значени  сопротивлений терморезисторов 8 и 9 равны и управл ющий сигнал на входе операционного усилител  7 равен нулю. На его выходе сигнал тоже равен нулю, оба транзистора 10 и 11 усилителей мощности закрыты, ток в нагревател х 12 и 13 отсутствует. Когда значени  температур на торцах термостата не равны, то значени  сопротивлений терморезисторов 8 и 9 дополнительного термодатчика тоже не равны. На входе операционного уси лител  7 по вл етс  сигнал управлени  положительной или отрицательной пол рности, в зависимости от значений сопротивлений терморезисторов 8 и 9. С выхода операционного усилител  7 сигнал поступает непосредственно на вход одного транзисторного усилител  10 мощности, а на вход дру гого усилител  11 - через инвертор 14, т.е. противоположной пол рности. При этом переводитс  в рабочий режим тот из усилителей 10,11, нагреватель 12,13 Которого совмещен с одним из терморезисторов, наход щимс  в данны момент времени при более низкой температуре . Мощность, выдел ема  в наг ревателе, начинает подо гревать холодный торец, поднима  его температу ру до значени  температуры противоположного торца. Далее наступает режим стабилизации этого значени  температуры на этом торце. В случае изменени  режима теплообмена на торцах термостата, т.е. при увеличении теплопотерь на другом торце термостата и, следовательно, при понижении его температуры измен етс  соотношение значений сопротивлени  терморезисторов 8 и 9. При этом управл ющий сигнал на входе операционного усилител  7 мен ет свою пол рность на противоположную по знаку. С этого момента работающий усилитель мощности запира етс , а в рабочее состо ние переводитс  другой усилитель мощности, который обеспечивает нагрев и стабилизацию рабочей температуры противоположного торца. Таким образом, сущность работы второго контура стабилизации темпера туры заключаетс  в том, что усилители мощности 10 и 11 в зависимости от пол рности сигала с терморезисторов 8 и 9 работают поочередно, кажДый из которых осуществл ет подогрев 1 944 наиболее холодного торца до температуры , равной температуре наиболее нагретого торца, и последующую ее стабилизацию. На ..фиг. 2 представлены графики распределени  температуры вдоль оси термостата длиной L с центром в точке D при двух значени х внешней температуры . Крива  В соответствует более высокой, а крива  С - -более низкой внешней температуре, т.е. t, tj. Из графиков видно, что при симметричном температурном поле {фиг.2а) значени  температур в точках термостата А,А, симметричных относительно центра D, равны и измен ютс  в одном направлении при изменении внешней температуры, т.е. t,. несимметричном температурном поле (фиг.2в) изменение температуры в точках А, А неодинаково и может быть даже противоположно по знаку, т.е. t-, -iH Следовательно , предлагаемое устройство позвол ет в одном термостате обеспечить равенство интегральных температур дл  двух термостатируемых объектов. I Данное устройство может быть применено также дл  регулировани  температуры в двух независимых тep фстатах , когда услови  работы требуют равенства рабочих температур в них и не предъ вл етс  никаких требований к их номиналу. Формула изобретени  Устройство дл  термостабилизации, содержащее термостат, состо щий из теплоизол ционного кожуха и рабочей камеры, источник питающего напр жени  со средней точкой, первый контур стабилизации температуры, состо щий из основного терморегул тора и термодатчика с нагревателем, расположенных на боковой поверхности рабочей камеры, второй контур стабилизации температуры, состо щий из операционного усилител , к одному из входов которого подключен резистивный задатчик термодатчика, из исполнительного блока, содержащего транзисторный усилитель мощности, подключенный одним из электродов к средней точке,источника питающего напр жени , а другим к выходу операционного усилител , и двух нагревателей, установленных на торцах термостата, отличаю щ .е5 е с   тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных характеристик устройства за счет обеспечени  симметричного температурного пол  относительно центра термостата, термодатчик второго контура стабилизации тем пературы выполнен из дёух последовательно соединенных терморезисторов, обща  точка которых подсоединена к входу операционного усилител , уста новленных на торцах термостата вбли зи соответствующих нагревателей, а исполнительный блок содержит вто946 рой транзисторный усилитель мощности, выполненный на транзисторе той же проводимости, что и первый, один из электродов которого соединен со средней точкой источника питающего напр жени , а другой электрод подключен к выходу операционного усилител  через инвертор, при этом нагреватели включены в цепи третьих электродов транзисторных усилителей мощности, подключенных к соответствующему выводу источника питающего напр жени .