SU1495763A1

SU1495763A1 - Method and apparatus for temperature regulation

Info

Publication number: SU1495763A1
Application number: SU874316361A
Authority: SU
Inventors: Андрей Викторович Дюков; Макс Григорьевич Рохман
Original assignee: Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1987-07-30
Filing date: 1987-07-30
Publication date: 1989-07-23

Abstract

Изобретение относитс к терморегулированию и может быть использовано при создании термостатов. Способ обеспечивает повышение точности регулировани за счет компенсации аналитической ошибки термостата по предварительно измеренной зависимости статической ошибки от температуры окружающей среды. Устройство, реализующее способ, содержит датчик температуры термостата и последовательно соединенные датчик температуры окружающей среды, АЧП, ППЗУ и ЦАП. Выходы ЦАП и датчика температуры подключаютс к входам сумматора, выход которого соединен с регул тором, подключенным выходом к нагревател м. 2 ил.The invention relates to thermal control and can be used to create thermostats. The method provides an increase in control accuracy by compensating for the analytical error of the thermostat according to a previously measured dependence of the static error on the ambient temperature. A device that implements the method contains a thermostat temperature sensor and a series-connected ambient temperature sensor, ACP, EPROM and DAC. The outputs of the DAC and the temperature sensor are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to a regulator connected by the output to the heaters. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к прецизионному термостатированию и может быть использовано при регулировании температуры с использованием принципа компенсации статической ошибки терморегулировани в случае, когда датчик температуры .расположен не на объекте термостатироаани .The invention relates to precision temperature control and can be used to control the temperature using the principle of compensating for the static thermal control error when the temperature sensor is not located at the temperature controlled object.

Цель изобретени - повьшение точности регулировани за счет компенсации статической ошибки.The purpose of the invention is to increase the control accuracy by compensating for static errors.

На фиг.1 приведена схема устройства , реализующего способ регулировани температуры; на фиг.2 - схема измерени зависимости статической ошибки термостата от темпрраТуры окружающей среды.Figure 1 is a diagram of the device that implements the method of temperature control; Fig. 2 shows a scheme for measuring the dependence of the static thermostat error on the ambient temperature.

Устройство содержит термостат 1 с камерой 2, нагреватели 3, датчик 4 температуры,датчик 5 температуры.The device contains a thermostat 1 with chamber 2, heaters 3, temperature sensor 4, temperature sensor 5.

окружающей среды, перепрограммируемое запоминающее устройство (ПЛЗУ) 6, за- датчик 7 температуры, регул тор 8, сумматор 9, аналого-1дафровой преобразователь (АЩ1) 10 и цифроаналоговый . преобразователь (ПАП) 11. Дл измерени зависж-юсти статической ошибки термостата от температуры окружающей среды используютс также аналого- цифровые преобразователи 10, 12, и 13, блок 14 вычитани , таймер 15 и эталонный датчик 16 температуры.environment, reprogrammable memory device (PLZU) 6, temperature sensor 7, regulator 8, adder 9, analog-1 digital converter (AShch1) 10 and digital-analog. converter (PAP) 11. Analog-to-digital converters 10, 12, and 13, a subtraction unit 14, a timer 15, and a reference temperature sensor 16 are also used to measure the static error of the thermostat from ambient temperature.

Регулирование температуры производ т следующим образом.Temperature control is performed as follows.

Перед началом регулировани определ ют зависимость статической ошибки термостата от температуры окружающей среды, дл чего помещают термостат в климатическую камеру не показана ) , температуру в которой изме4 :О сл Before starting the regulation, the dependence of the static error of the thermostat on the ambient temperature is determined, for which the thermostat is placed in the climate chamber (not shown), in which the temperature is measured: 0

ss

0000

н ют во всем возможном диапазоне температур внешней среды, при этом на внешней позерхиости термостата 1 устанавливают датчик 5 температуры окружающей среды. Б центре терморегулируемой области ToBj в центре рабочей камеры 2f где необходимо поддерживать температуру посто нной, помещают эталонный датчик 16 температуры , при этом выходы датчиков 16 и 4 через АЦП 10 и 12 соответственно подключены к.входам блока 14 вычитани , а выход датчика 5 температурыin the whole possible range of ambient temperatures, while on the outside surface of thermostat 1 an ambient temperature sensor 5 is installed. In the center of the temperature-controlled area ToBj in the center of the working chamber 2f where it is necessary to maintain the temperature constant, the reference temperature sensor 16 is placed, while the outputs of the sensors 16 and 4 through the ADC 10 and 12 are respectively connected to the inputs of the subtraction unit 14, and the output of the temperature sensor 5

через АЦП ГЗ соединен с адресной пш- 5 в точке расположени датчика 4, а наthrough the ADC, the GB is connected to address psh-5 at the location of the sensor 4, and on

ной ГШЗУ 6f длина данных которого подкл очена к выходу блока 14 вьгчита- ни , а вход управлени записью - к выходу таймера 14 и входам строби- ровани АЦП SOj 12 и 13 « Температуру климатической камеры вьгоод т на минимальное значениеj а по команде Пуск линейно измен ют до , верхнего значени j при этом регул тор 8 поддерживает температуру камеры 2, однако при различньк температурах внешней среды статическа ошибка термостатчровани различна, и она характеризуетс выходньпй кодом блока 14 вычитани а выходной код АЦП 12 характеризует температуру внешней средььIt is connected to the output of block 14, and the control input is connected to the output of timer 14 and the strobing inputs of the A / D converters SOj 12 and 13 "The temperature of the climate chamber is set to the minimum value j In this case, the regulator 8 maintains the temperature of chamber 2, however, with different ambient temperatures, the static error of the temperature difference is different, and it is characterized by the output code of the subtraction unit 14 and the output code of the ADC 12 characterizes the temperature in among eshney

Через одинаковь е промежутки времени в Ш13У 6 в последовательныеThrough the same time intervals in Ш13У 6 in consecutive

выходе датчика 5 - сигнал, пропорциональный температуре внешней среды, поэтому с выхода ППЗУ 6 считываетс код сигнала коррекции, величина 20 которого зависит от сипела датчика 5, преобразованного при помощи АЦПsensor output 5 is a signal proportional to the ambient temperature, therefore, from the output of the PROM 6, the code of the correction signal is read, the value of 20 of which depends on the noise of the sensor 5 converted by the ADC

10 в цифровой код.: 10 in digital code .:

Код сигнала коррекции с выхода Ш13У 6 преобразуетс в аналоговыйThe code of the correction signal from the output of Ш13У 6 is converted to analog

25 сигнал при помощи ЦА11 11 и пос упает .на второй вход сумматора 9, на первый вход которого поступает сигнал с выхода датчика 4 температуры. Таким образом, в каждый момент времени25 signal with the help of ЦА11 11 and pos drops to the second input of the adder 9, the first input of which receives a signal from the output of the temperature sensor 4. So at every moment in time

30 вырабатьшаемое на выходе сумматора 9 напр жение пропорционально не температуре точки, в которой расположен датчик 4-, а температуре точки камеры 2, в которой расположен объект.тер30 The voltage produced at the output of the adder 9 is not proportional to the temperature of the point where the sensor 4 is located, but the temperature of the point of the camera 2 where the object.ter is located

среды, измеренной датчиком 5 температуры . Сигнал коррекции суммируетс с сигналом датчика 4 так, что их сумма, вл юща с сигналом обратной св зи дл регул тора 8,сопредел ет истинное значение температуры в центре камеры 2.environment measured by the temperature sensor 5. The correction signal is summed with the signal of sensor 4 so that their sum, which is the feedback signal for controller 8, determines the true value of the temperature at the center of chamber 2.

Устройство, реализующее предложенный способ-, работает следующим образом .The device that implements the proposed method works as follows.

При работе термостата 1 на выходе датчика 4 вырабатьюаетс сигнал, пропорциональный температуре камеры 2When thermostat 1 is operating, the output of sensor 4 produces a signal proportional to the temperature of chamber 2

выходе датчика 5 - сигнал, пропорциональный температуре внешней среды, поэтому с выхода ППЗУ 6 считываетс код сигнала коррекции, величина которого зависит от сипела датчика 5, преобразованного при помощи АЦПsensor output 5 is a signal proportional to the ambient temperature, therefore, from the output of the PROM 6, the code of the correction signal is read, the value of which depends on the noise of sensor 5 converted by means of ADC

10 в цифровой код.: 10 in digital code:

сигнал при помощи ЦА11 11 и пос упает .на второй вход сумматора 9, на первый вход которого поступает сигнал с выхода датчика 4 температуры. Таким образом, в каждый момент времениthe signal with the aid of ЦА11 11 and pos drops to the second input of the adder 9, the first input of which receives a signal from the output of the temperature sensor 4. So at every moment in time

вырабатьшаемое на выходе сумматора 9 напр жение пропорционально не температуре точки, в которой расположен датчик 4-, а температуре точки камеры 2, в которой расположен объект.терThe voltage developed at the output of the adder 9 is not proportional to the temperature of the point where the sensor 4 is located, but the temperature of the point of the camera 2 where the object is located.

лчейки осуществл ют запись кода, про- 35 мостатировани , что приводит к точ- порционального статической ошибке, ной компенсации термостата, т.е в при этом путем стробированк АЦП 10, сигнале обратной св зи, снимаемом сThe cells record the code for scattering, which leads to a proportional static error, compensation of the thermostat, i.e. by gating the A / D converter 10, a feedback signal removed from

12 и 13 добиваютс неизменности их- вьЕкодньк кодов в момент закиси. Таким образом,, в ППЗУ 6 хран тс коды кор- 40 рекцки в функции температуры окружаю- ® щей среды. Далее датчик, 5 темпера-. Typbij АЦП 13 и ППЗУ 6 вкл оча5отс в систему рег ул%розани так1&: образом, что . ППЗУ 6 работает в режиме считывани , и его вь ходной сигнал, суммиру сь с сигналом датчика 4 темпера- TypMs обеспечг-шазт независимость точности термостатировани от тe шepaтy- ры .внешней среды,,„12 and 13 achieve unchanged their code of codes at the moment of nitrous. Thus, in the EPROM 6, the codes of the corrector are stored as a function of the ambient temperature. Next, the sensor, 5 tempera-. Typbij ADC 13 and PROM 6 on Och5ts in the system reg ul% rozani so1 & The PROM 6 operates in the read mode, and its output signal, summed with the temperature sensor 4 signal. TypMs ensured that the accuracy of thermostating is independent of the temperature of the external environment.

При работе термостг..га в режиме регулировани температуры производитс непрерывное измерение температуры . внешней среды помощи датчика 5 температуры., помещенного на внешней поверхности термостата 1, Из ППЗУ 6 с заданной дискретностью считываетс сигнал коррекции, величина которого определ етс температурой внешнеWhen the thermostat operates. In the temperature control mode, a continuous temperature measurement is taken. the external environment of the help of the temperature sensor 5. placed on the outer surface of the thermostat 1; From the PROM 6, a correction signal is read with a given discreteness, the value of which is determined by the temperature

выхода сумматора 9, нет паразитной составл ющей, завис щей от температуры окружающей среды, так как в зависимости от нее 1ШЗУ 6 вырабатывает различные коды коррекции.output of the adder 9, there is no parasitic component, depending on the ambient temperature, because, depending on it, 1 RAM 10 generates various correction codes.

Поэтому упра|рл ющее воздействие регул тора 8 при любых температурахTherefore, the controlling effect of the regulator 8 at any temperature

45 внешней среды пропорционально только разности между заданной и истинной температурами объекта, а ошибка, вно сима в сигнал управлени из-за расположени датчика 4 не на объекте управлени , полностью компенсируетс при всех возможных темпрратурах окру жающей среды выходным сигналом ППЗУ 6, исходной сигнал регул тора 8 воздей- С -1гвует Hd нагреватели 3 и этим подJJ epживaeт заданнве значение темпера- туры в камере термостата в месте рас положени атермостатируемого объекта.45 the external environment is proportional only to the difference between the target and true temperatures of the object, and the error, apparently, in the control signal due to the location of the sensor 4 not on the control object, is fully compensated at all possible temperatures of the environment by the output signal of the EPROM 6, the initial signal of the controller 8 acts with -1 hvuet Hd heaters 3 and this confirms the set value of the temperature in the thermostat chamber at the location of the object being temperature-controlled.

Способ регулировани и устройство его реализующее, обеспечивают высо The regulation method and the device realizing it provide high

внешней среды пропорционально только разности между заданной и истинной температурами объекта, а ошибка, вно-, сима в сигнал управлени из-за расположени датчика 4 не на объекте управлени , полностью компенсируетс при всех возможных темпрратурах окружающей среды выходным сигналом ППЗУ 6, исходной сигнал регул тора 8 воздей- С -1гвует Hd нагреватели 3 и этим под epживaeт заданнве значение темпера- . туры в камере термостата в месте расположени атермостатируемого объекта.the external environment is proportional only to the difference between the target and true temperatures of the object, and the error, which is simulated in the control signal due to the location of the sensor 4 not on the control object, is fully compensated at all possible temperatures of the environment by the output signal of the PROM 6, the initial signal of the controller 8 acts with -1gHuduet Hd heaters 3 and this gives a temperature value of a given temperature. tours in the thermostat chamber at the location of the object being temperature-controlled.

Способ регулировани и устройство, его реализующее, обеспечивают высокуюThe method of regulation and the device that implements it provide high

5 149575 14957

точность термостатировани в широ ,кок Диапазоне температур окружающей среды.°thermostatic accuracy in a wide range of ambient temperatures. °

Claims

1. The method of thermostat temperature control, which consists in measuring the temperature inside the thermostat, measuring the temperature of the surrounding medium thermostat, forming a correction signal by its value, adjusting the temperature using the total temperature signal inside the thermostat and correcting signal. with that

in order to increase the control accuracy by compensating for a static error, a correction signal is formed according to the a priori dependence of the static error of the thermostat on the ambient temperature,

2. Temperature control device containing thermostat

7

five

0

63b

with a temperature sensor and heaters in its chambers, a temperature sensor, a controller, an adder and an ambient temperature sensor located on the wall of the thermostat, and the temperature sensor is connected to one of the inputs of the adder connected to one of the inputs controller, the other input of which is connected to the output of the temperature sensor, distinguished by the fact that, in order to increase the control accuracy by compensating for static error; the device contains series-connected ana th-digital converter, a reprogrammable memory device and the digital to analog converter coupled to the output to the other input of the adder, and the ambient temperature sensor output is connected to the input of the digital to analog converter.

Phie.

ech | cv