SU1322242A2

SU1322242A2 - Thermoelectric thermostatic switch

Info

Publication number: SU1322242A2
Application number: SU853982491A
Authority: SU
Inventors: Валерий Николаевич Галев; Анатолий Сергеевич Гребенкин; Владислав Валентинович Капустин; Николай Васильевич Коломоец; Галина Петровна Ломова; Александр Иванович Петренко; Михаил Юрьевич Спокойный; Сергей Левонович Хармаджев
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Источников Тока
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1987-07-07

Abstract

Изобретение относитс к теплофи- зическим устройствам, основанным на эффекте Пельтье и предназначенным дл стабилизации температуры кварцевых резонаторов, и вл етс усовершенствованием изобретени по авт. св. № 1104481. Цель, изобретени - повьше- ние точности термостатировани . Устройство содержит объект термостатировани , размещенный в камере термостата , снабженной внешней тепловой изол цией. На боковой поверхности камеры расположен датчик температуры на поверхности которого расположены нагреватель 5 и теплопоглощающие спаи компенсационной термобатареи (ТЭБ) 4. На торцовой поверхности камеры расположены теплопоглощающие спаи основной ТЭБ 3. Тепловыдел ющие спаи последней и теплопоглощающие спаи компенсационной ТЭБ 4 соединены тепловым шунтом. Электрическа схема подключени основной ТЭБ 3 с компенсационным блоком содержит основную ТЭБ 3, подключенную параллельно компенсационному блоку, в состав которого входит компенсационна ТЭБ 4, подключенна параллельно нагревателю 5. Последо-- вательно с компенсационной ТЭБ 4 включены первый диод 12 и первый потенциометр 13, ас нагревателем - второй диод l4 и второй потенциометр 15. Параллельно диоду 12 и потенциометру 13 подключены последовательно соединенные диод 16 и потенциометр 17. Пол р/3 о € (Л to tsO ND 4 to ГЧ) /7The invention relates to thermophysical devices based on the Peltier effect and intended to stabilize the temperature of the quartz resonators, and is an improvement of the invention according to the authors. St. No. 1104481. The purpose of the invention is to increase the accuracy of temperature control. The device contains a thermostating object placed in a thermostat chamber equipped with external thermal insulation. On the side surface of the chamber there is a temperature sensor on the surface of which the heater 5 is located and the heat-absorbing junctions of the compensation thermopile (TEB) 4. The heat-absorbing junctions of the main TEB 3 are located on the end surface of the chamber. The electrical connection circuit of the main thermopile 3 with the compensation unit contains the main thermopile 3 connected in parallel to the compensation block, which includes the compensation thermopile 4 connected in parallel to the heater 5. The first diode 12 and the first potentiometer 13, ac are connected in parallel with the compensation thermopile 4 Heater - second diode l4 and second potentiometer 15. Parallel diode 12 and potentiometer 13 are connected in series diode 16 and potentiometer 17. Paul p / 3 o € (L to tsO ND 4 to MS) / 7

Description

ность включени диодов 14 и 16 проти воположна пол рности днода 12, В тер мостатах с отрицательным уводом температуры , работагопщх при Т окр, ере ды 273-323 К, и термостатах с положи тельным уводом температуры при Т окр среды 223-273 К компенсационный блок работает в режиме нагрева. Ток течет через нагреватель 5 и компенсационIthe inclusion of diodes 14 and 16 opposite the polarity of the bridge 12, in thermostats with negative temperature diversion, operating at T amb, 273-323 K, and thermostats with positive temperature withdrawal at T ambient 223-273 K compensation block works in the heating mode. Current flows through heater 5 and compensated.

М;зобретепР е относитс к регулированию и поддержанию температуры в теп- лофизическик устройствахj основанных на эффекте Пельтье и предназначенных дл стабилизации температуры различных объектов, в частности кварцевых резонаторов и вл етс усовершенствованием з стройства по авт.св Д 1104Д81 ,M; the inventor is concerned with controlling and maintaining the temperature in thermophysical devices based on the Peltier effect and intended to stabilize the temperature of various objects, in particular quartz resonators, and is an improvement of the automaton D 1104D81,

Целью изобретени вл етс повышение точности термостатнровани The aim of the invention is to improve the accuracy of thermostatic control.

Иа фиг, 1 показан термоэлектпр - ческий термостат; на фиг 2 - схема подключени основной термобатареи и компенсационного блока,,Fig. 1 shows thermoelectric thermostat; Fig. 2 shows the connection circuit of the main thermopile and the compensation unit,

Термоэлектрический термостат со-- держит объект 1 термостатировани . KSMeriy 2э основную 3 к компенсационную 4 термобатареи, нагреватель 5, датчик 6 температуры б, радиатор 7 основной термобатареи, теплсшой шунт 8, внешнюю тепловую изол цию 9 термостата ., подложку 10 креплени объекта термостатировани и электрчческ е выводы 11 датчика температуры и объекта термостатировани .The thermoelectric thermostat contains the object 1 thermostatting. KSMeriy 2e main 3 to compensatory 4 thermopiles, heater 5, temperature sensor 6 b, radiator 7 main thermopile, thermal shunt 8, external thermostat thermal insulation 9.

Электрическа схема подключени испол и-1тельного органа основной термоэлектрической батареи 3 с компенсационным блоком (фиг. 2) представл ет собой основную термобатаренэ 3., подключенную параллельно компенсационному блоку, в состав которого вход т компенсационна батаре 4, подключе; - нз. параллельно нагревателю 5, Последовательно с компенсационной батарегй 4 включены первый диод 12 и первый потенциометр 13, ас нагревателем 5 - эторой диод 14 и второй потенциометр 15, Параллельно диоду 12 и потеицио- i-teTpy 13 подключены последовательно с:оединег ные третьи диод 16 и потпнцио222 (2The electrical connection circuit of the executive body of the main thermoelectric battery 3 with the compensation unit (Fig. 2) is the main thermal battery 3. connected in parallel to the compensation unit, which includes the compensation battery 4, is connected; - nz parallel to heater 5, in series with compensation battery 4, the first diode 12 and the first potentiometer 13 are turned on, and the heater 5 is the diode 14 and the second potentiometer 15, Parallel to diode 12 and i-teTpy 13 are connected in series with: the third single diode 16 and pot222 (2

мую ТЭБ 4. При этом мин1 мизирук:тс тепловые натекани через ТЭБ 4, что позвол ет повысить точность термоста- тировани до t О,, 5-0, 6 К. Использование предлагаемого термостата позволит повысить стабильность частот кварцевых резонаторов, термостат может найти широкое применение в радиоэлектронной и вычислительной технике.2ил,I use thermopile thermometer 4. At the same time, a minisiruk: thermal flux flows through thermopile 4, which allows to increase the accuracy of thermostatting to t 0 ,, 5-0, 6 K. Using the proposed thermostat will improve the stability of frequencies of quartz resonators, the thermostat can find a wide application in electronic and computer engineering.2.

5five

00

22

метр 17« Пол рность BKj№4eHHH диодовmeter 17 "Polarnost BKj№4eHHH diodes

14и 16 противоположна пол рности диода 1 2,14 and 16 are opposite to the polarity of the diode 1 2,

Термоэлектрический термостат,работает следующим образом.Thermoelectric thermostat, works as follows.

При температуре окружающей среди выше температуры статировани основна батаре 3 работает в режиме охлаждени . При этом )зозможны два случа : отрицательный температурный увод, когда с ростом температуры окружающей среды температура объекта уменьшаетс и положительный увод тем- пературы5- когда с ростом температуры ;окружающей среды температура объекта yвeJ ,iичивaeтc When the ambient temperature among higher than the temperature of setting, the main battery 3 operates in the cooling mode. In this case, two cases are possible: a negative temperature lead, when the temperature of an object decreases with increasing temperature, and a positive temperature drop, 5 — when the temperature of an object increases with increasing temperature, the temperature of the object is JJ, it is

В случае отрицательного увода температуры компенсационный блок работает D реж име охлаждени , В этом случае /Г Юд 12 соединенный последовательно с дополнительной батареей 4, подклю- чан к ней и в режиме Открыто, а диод 16 в режиме Закрыто о Соединенный последовательно с нагревателем 5 диод 14 подключен к нагревателю в режиме Закрыто,In the case of a negative temperature drop, the compensation unit is operated by the D mode with cooling, In this case, A / D 12 is connected in series with the auxiliary battery 4, connected to it in the Open mode, and a diode 16 in the Closed mode o A diode connected in series with the heater 5 14 is connected to the heater in Closed mode,

Если термостат обладает положительным уводом, то компенсационньй блок работает в режиме нагрева Тогда в режиме Открыто по отношению к компенсационной батарее. 4 и нагревателю 5 работают диоды 16 и 14, а диод 12 в режнм е Закрыто, Ток в этом случае течет через дополнительную батарею 4 и нагреватель 5,If the thermostat has a positive lead, then the compensation unit operates in the heating mode. Then in the Open mode with respect to the compensation battery. 4 and the heater 5, the diodes 16 and 14 are working, and the diode 12 is closed; the current in this case flows through the additional battery 4 and the heater 5,

Компенсационные сопротивлени 13,Compensation resistance 13,

15и 17 устанавливаютс при настройке термостата посредством выбора номиналов сопротивлени соответствующих потенциометров, определ емых токами в дополнительной батарее 4 и компенсационном нагревателе 5. Ток в15 and 17 are set when adjusting the thermostat by selecting the resistance values of the respective potentiometers, determined by the currents in the additional battery 4 and the compensation heater 5. The current in

компенсационном нагревателе 5 выбираетс из услови минимизации ошибки статировани , а ток в дополнительной батарее 4 - из услови компенсации тепловых натеканий.The compensation heater 5 is selected from the condition of minimizing the error of the statisation, and the current in the additional battery 4 is selected from the condition of thermal leakage compensation.

Схема подключени обеспечивает работу компенсационного блока в зависи- |МОСти от знака увода температуры объекта либо в режиме охлаждени (ток течет только через дополнительную термобатарею 4), либо в режиме нагрева (ток течет через нагреватель 5 и дополнительную термобатарею 4),The wiring diagram ensures that the compensation unit operates depending on the sign of the object temperature drop either in the cooling mode (current flows only through the additional thermopile 4) or in the heating mode (the current flows through the heater 5 and the additional thermopile 4)

При температуре окружающей среды ниже температур статировани основ- На термобатаре 3 работает в режиме нагрева. При этом компенсационный блок работает в режиме нагрева при отрицательном уводе температуры и Б режиме охлаждени при положитель- ном.When the ambient temperature is below the temperature at which the bases are fixed, the thermopile 3 operates in the heating mode. In this case, the compensation unit operates in heating mode with a negative temperature drop and B cooling mode with a positive one.

Дл термостатов с положительным уводом температуры, работающих в диапазоне температур окружающей средыFor thermostats with a positive temperature drift operating in the ambient temperature range

выше температурь статировани (, среды 273-323 К) предложенна схема позвол ет повысить точность с + 0,1 до t 0,06 К.above the temperature of statisation (, environment 273-323 K) the proposed scheme allows to increase the accuracy from + 0.1 to t 0.06 K.

Точность термостатов с отрицательным уводом температуры при работе их в диапазоне температур окружающей среды ниже уровн статировани Accuracy of thermostats with negative temperature drift when operating in the ambient temperature range below the stat level

(Т.(T.

223-273 К) благодар предокр , среды ложенной схеме повышена с.±0,1 до 223-273 K) thanks to the precaution, the environment of the updated scheme was increased from ± 0.1 to

to,05 К.to, 05 K.

Claims

Invention Formula

Thermoelectric thermostat according to i ed. St. No. 1104481, characterized in that, in order to improve the accuracy of thermostating, it additionally comprises a third diode and a third potentiometer connected in series, connected in parallel to the first diode and the first potentiometer, with an additional third diode connected in opposition to the first one.

1

Compiled by L. Pentsova Editor 0. Golovach Tekhred L. Oliynyk Proofreader L. Pilipenko

Order 2863/43 Circulation 863 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, ul, Projectna ,, 4