SU1309001A2 - Устройство дл регулировани температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию неэлектрических величин , в частности температуры, с использованием электрических средств, может быть исиользовано в системах термостатировани  с малым временем установлени  рабочей темиературы,  вл етс  усовершенствованием изобретени  по а. с. № 1078412. Цель изобретени  - расширение области применени  за счет уменьшени  времени выхо (Л к 1 I U т 65 у| 1 И ев-- 16

Description

да на режим. Дл  этого устройство дл  регулировани  температуры содержит элементы 1, 2, 3 сравнени , датчик 4 температуры , источник 5 опорных напр жений, формирователь 6 управл ющего сигнала, исполнительный элемент 7, нагреватель 8, источник 9 переменного напр жени , источник 10 посто нного напр жени , интегрирующий конденсатор 11, ключи 12, 14 и выпр мители 13, 15. Изобретение при сохранении надежности работы устройства и снижении мощности нагрева в режиме отслеживани 

1

Изобретение относитс  к области автоматического регулировани  неэлектрических величин, в частности температуры, с использованием электрических средств, может быть использовано в системах термостатировани  с малым временем установлени  рабочей температуры и  вл етс  усоверщенствованием устройства по авт. св. № 1078412.

Цель изобретени  - расщирение области применени  устройства за счет уменьщени  времени выхода на режим.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства.

Устройство дл  регулировани  температуры содержит первый 1, второй 2, третий 3 элементы сравнени , датчик 4 температуры, источник 5 опорных напр жений, формирователь б управл ющего сигнала, исполнительный элемент 7, нагреватель 8, источник 9 переменного напр жени , источник 10 посто нного напр жени , интегрирующий конденсатор 11, основной ключевой элемент 12 и основной выпр митель 13.

Первые входы первого 1, второго 2 и третьего 3 элементов сравнени  подключены к соответствующим выходам источника 5 опорных напр жений. Выходы элементов 1 - 3 сравнени  подключены к соответствующим входам формировател  6 управл ющего сигнала , выход которого подключен к управл ющему входу исполнительного элемента 7, подключенного последовательно с нагревателем 8 к источнику 9 переменного напр жени , выходы которого подключены к источнику 10 посто нного напр жени . Интегрирующий конденсатор 11 включен между входами первого элемента 1 сравнени . Основной ключевой элемент 12 включен параллельно первому выходу источника 5 опорных напр жений. Выход основного выпр мител  13 подключен к управл ющему входу основного ключевого элемента 12.

заданной температуры позвол ет осуществить форсированный нагрев до температуры выще температуры отслеживани , что дает возможность применить данное устройство дл  регулировани  температуры в системе термостатировани  кристалла умножител  частоты и уменьщить врем  выхода на режим до 15 мин без увеличени  мощности нагревател , вызывающего нежелательные изменени  механических напр жений кристалла . 1 ил.

Устройство содержит также дополнительный ключ 14 и дополнительный выпр митель 15, подключенный в одом 16 к второму выходу третьего элемента 3 сравнени , а 5 выходом 17 - к управл ющему входу дополнительного ключа, св занного информационным входом и выходом с соответствующими выводами источника 5 опорных напр жений .

- Первый элемент 1 сравнени  выполнен на микросхеме 18, выход которой через резистор 19 соединен с анодом диода 20, катод которого соединен с резистором 21 (выходом первого элемента 1 сравнени ) и подключен к управл ющему входу тиристора 22 5 (первому входу формировател  6 управл ющего сигнала). Другой конец резистора 21 соединен с общим проводом устройства.

Второй элемент 2 сравнени  выполнен на микросхеме 23, выход которой через резистор 24 соединен с анодом диода 25, катод 0 которого соединен с резистором 26 (выходом второго элемента 2 сравнени ) и подключен к управл ющему входу тиристора 27 (второму входу формировател  6 управл ющего сигнала). Другой конец резистора 26 5 соединен с общим проводом устройства.

Третий элемент 3 сравнени  выполнен на микросхеме 28, выход которой через резистор 29 соединен с анодом диода 30, катод которого соединен с резистором 31 (выходом третьего элемента 3 сравнени ) и под- 0 ключен к управл ющему входу тиристора 32 (третьему входу формировател  6 управл ющего сигнала). Другой конец резистора 31 соединен с общим концом устройства.

Датчик 4 температуры подключен к неинвертирующим входам микросхем 18, 23, 28 (первым входам элементов 1-3 сравнени ).

Источник 5 опорных напр жений выполнен на резисторах 33-35, подключенных одним концом к выходу источника посто нного напр жени . Другой конец резистора 33 подключен к потенциометру 36, средний вывод которого (первый выход источника 5 опорных напр жений) соединен с неинвертирующим входом микросхемы 18 (вторым входом первого элемемента 1 сравнени ). Другой конец резистора 34 подключен к потенциометру 37, средний вывод которого (второй выход источника 5 опорных напр жений) соединен с неинвертирующим входом микросхемы 23 (вторым входом второго элемента 2 сравнени ). Другой конец резистора 35 подключен к потенциометру 38, средний вывод которого (третий выход источника 5 опорных напр жений) соединен с неипвертирующим входом микросхемы 28 (вторым входом третьего элемента 3 сравнени ). Другие концы потенциометров 37 и 38 соединены между собой и через резистор 39 (дополнительный вход источника 5 опорных напр жений) подключены к общему проводу устройства. Резистор 40 одним концом подключен к инвертирующим входам микросхем 18, 23 и 28. Другие концы резистора 40 и потенциометра 36 соединены с общим проводом устройства.

Формирователь 6 управл ющего сигнала выполнен на тиристорах 22, 27 и 32, причем катод тиристора 27 соединен с общим проводом устройства, анод тиристора 27 соединен с катодами тиристоров 22 и 32. Анод тиристора 32 через конденсатор 41 соединен с анодом тиристора 22 и с катодом диода 42, анод которого соединен с общим проводом устройства. Анод тиристора 22 через резистор 43 (выход формировател  6 управл ющего сигнала) соединен с управл ющим симметричного тиристора 7 (управл ющим входом исполнительного элемента 7). Катод и анод симметричного тиристора 7 через нагреватель 8 подключены к входам источника 9 переменного напр жени  и к входам источника 10 посто нного напр жени  и к входам источника 10 посто нного напр жени .

Источник 10 посто нного напр жени  выполнен на трансформаторе 44, перва  выходна  обмотка которого подключена к аноду диода 45, катоду диода 46 и к резистору 47. Другой конец резистора 47 подключен к аноду диода 48 и к катоду диода 49. Катод диода 45 соединен с катодом диода 48 и подключен к конденсатору 50 и к катоду стабилитрона 51 (выходу источника 10 посто нного напр жени ). Апод диода 46 соединен с анодом диода 49 и подключен к конденсатору 52 и к аноду стабилитрона 53. Катод стабилитрона 53 и анод стабилитрона 51 подключены к общему проводу устройства . Втора  выходна  обмотка трансформатора 44 (дополнительный выход источника 10 посто нного напр жени ) подключена к катоду диода 54 (входу основного выпр мител  13), анод которого через резистор 55 подключен к аноду стабилитрона 56, катод которого соединен с общим проводом устройства.

Анод стабилитрона 56 (выход основного выпр мител  13) соединен с резистором 57 (управл ющим входом основного ключевого элемента 12). Другой конец резистора 57 5 соединен с затвором транзистора 58 и резистором 59, другой конец резистора 59 соединен с истоком транзистора 58 и подключен к общему проводу устройства.

Интегрирующий конденсатор 11 подключен между входами первого элемента 1 срав- 0 нени .

Дополнительный ключ 14 выполнен на транзисторе 60, сток которого подключен к выводу источника 10 посто нного напр жени , а исток через резистор 61 (выход дополнительного ключа 14) подключен к резистору 39 (дополнительному входу источника 5 опорных напр жений). Затвор транзистора 60 (вход дополнительного ключа 14) подключен к резистору 62 и конденсатору 63 (выходу дополнительного выпр мител  15) и 0 к аноду диода 64. Другие концы резистора 62 и конденсатора 63 соединены с общим проводом устройства. Катод диода 64 через резистор 65 (вход дополнительного выпр мител  15) соединен с выходом микросхемы 28 (дополнительным выходом третьего эле- мента 3 сравнени ).

Устройство работает следующим образом.

Сигнал датчика 4 температуры усиливаетс  и сравниваетс  в элементах сравнени  с опорными напр жени ми источника 5 опорных напр жений.

Амплитуды опорных напр жений выбираютс  таким образом, чтобы при закрытом дополнительном ключе 14 выходные сигналы сравнени  закрывали: тиристор 22 при температуре , равной и выше , тиристор 27 при С температуре, равной и выще /макс., тиристор 32 при температуре, равной и выще /«ин, причем

/VMH

/макс

/ном Д/;

/ном Д/,

где /ном - требуема  температура отслеживани ;

Д/ - точность отслеживани  температуры .

Сопротивление резистора 61 выбираетс  таким образом, чтобы при открытом допол- нительном ключе 14 выходной сигнал второго элемента 2 сравнени  закрывал тиристор 27 при температуре выще /Ф.н., а выходной сигнал третьего элемента 3 сравнени  закрывал тиристор 32 при температуре, равной и выще /Ф.ч. (/ф,н. - температура отключени  форсированного нагрева).

Основной выпр митель 13 формирует в течение положительной полуволны отрицательное напр жение, запирающее полевой транзистор 58 основного ключевого элемен- та 12. В течение отрицательной полуволны транзистор 58 открыт и интегрирующий конденсатор 11 зар жаетс  до напр жени , величина которого определ етс  сопротнвленкем основного датчика 4 температуры. В течение положительной полуволны происходит сравнение этого напр жени  с опорным напр жением, формируемым на потенциометре 36.

При включении устройства при t /мни выходные сигналы элементов сравнени  открывают тиристоры 22, 27 и 32. Через управ- л юпдий электрод исполнительного элемента 7 протекают токи тиристоров 22, 27 и ток зар да конденсатора 41 в положительную полуволну напр жени  сети. В отрицательную полуволну напр жение сети через управл ющий электрод исполнительного элемента 7 протекает ток разр да конденсатора 41 через диод 42. В нагревателе рассеиваетс  максимальна  мощность, что обеспечивает форсированный нагрев. При этом дополнительный ключ 14 открыт, и через резистор 39 протекает ток, определ ющий требуемую температуру отключени  форсированного нагрева /ф.н..

При температуре в месте расположени  датчика температуры, равной /Ф.н., выходной сигнал третьего элемента сравнени  зак)ы- вает тиристор 32, отключа  формированный нагрев. При этом на выходе дополнительного выпр мител  15 формируетс  отрицательное напр жение, запирающее дополнительный ключ 14. Температура в месте расположени  датчика температуры понижаетс . При температуре, равной /макс, открываетс  тиристор 27, а при дальнейшем понижении температуры выходной сигнал первого элемента сравнени  начинает откры

вать тиристор 29 с некоторым фазовым сдвигом, онредел емы.м посто нно; разр да интегрирующего конденсатора i 1. Мощность, рассеиваема  нагревателем, начинает увеличиватьс  и при / установитс  динамическое равновесие, необ ходимое дл  поддержани  требуемой температуры.

При отказе в основном канале отслеживани  (первом элементе сравнени  или тиристоре 22) устройство начинает отслеживать температуру /млке или /мин, так как посто нна  разр да конденсатора 63 велика и дополнительный ключ 14 не открываетс  за врем  нагрева объекта.

Таким образом, устройство при сохранении надежности его работы и возможности снизить мощность нагревател  в режиме отслеживани  позвол ет осуществить форсированный нагрев до температуры, выще требуемой температуры отслеживани , и тем самым уменьщить врем  выхода на режим.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  регулировани  температуры по авт. св. № 1078412, отличающеес  тем, что, с целью расн ирени  области применени  за счет уменьшени  времени выхода на режим, в устройство введены дополнительные ключ и выпр митель, подключенный входом к второму выходу третьего элемента сравнени ., а выходом - к управл ющему входу дополнительного ключа, св занного информационным входом и выходом с соответствующими выводами источника опорных нанр жений.