SU1675862A1 - Термостатирующее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области радиотехники и может быть использовано дл  поддержани  заданной температуры а малом объеме, в частности дл  термоста- тировани  объектов исследовани  или опорного спа  термопары при проведении спектрометрических измерений, а также дл  термостатировани  элементов радиотехнических устройств. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  за счет возможности использовани  в качестве датчика температуры элементов как с положительным, так и с отрицательным ТКС. Эта цель достигаетс  тем, что термостатирующее устройство содержит термочувствительный мост 1, первый источник 2 посто нного напр жени , ключ 3, второй источник 4 посто нного напр жени , блок сравнени  (компаратор) Е, импульсный генератор 6, шунтирующий транзистор 7, а импульсный генератор состоит из элементов 2И-НЕ 23, дифференцирующей цепи 24, 25, элемента задержки на инверторах 26,27, инвертора 28. Заданна  температура поддерживаетс  за счет включений режима нагревани  на фиксированный интервал времени, когда блок сравнени  регистрирует понижение температуры . 1 ил.

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для поддержания заданной температуры в малом объеме, в частности для термостатирования объектов исследования или опорного спая термопары при проведении спектрометрических измерений, а также для термостатирования элементов радиотехнических устройств.

Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности использования в качестве датчика температуры элементов как с положительным, так и с отрицательным ТКС.

На чертеже представлена принципиI альная схема термостатирующего устройIства.

Устройство содержит термочувствительный мост 1, первый источник 2 постоянного напряжения, ключ 3, второй ; источник 4 постоянного напряжения, блок 5 сравнения (компаратор), импульсный генератор 6, шунтирующий транзистор 7.

Измерительное плечо термочувствительного моста составлено из генератора 8 тока и эмиттерного перехода транзисторного датчика-нагревателя 9, а задающее плечо составлено из резисторов 10-12 с фильтрующим конденсатором 13, где резистор 12 служит для регулировки температуры термостатирования. выходы 14 и 15 термочувствительного моста 1 подключаются к соответствующим входам компаратора 5.

; Если используемый датчик температуры 1 имеет положительный ТКС, то выходы 14 и \ 15 необходимо поменять местами.

К коллектору датчика-нагревателя 9 подключен выход ключа 3, который состоит из транзисторов 16, 17, индикаторного светодиода 18, токоограничивающих резисторов 19-22. При использовании в качестве датчика-нагревателя элементов с двумя выводами выход ключа (коллектор транзистора 16) подключают непосредственно к месту соединения датчика-нагревателя 9 с генератором 8 тока.

Управление ключом 3 осуществляется импульсным генератором 6, состоящим из входного элемента 2Ι/Ι-ΉΕ '23, дифференцирующей цепи на элементах 24, 25, элемента задержки на инверторах 26, 27, инвертора 28. Выход элемента 23 используется для управления через токоограничивающий резистор 29 шунтирующим транзистором 7. Резистор 30 и конденсатор 31, подключенные к этому транзистору, необходимы для обеспечения нормальной работы компаратора 5.

Устройство имеет два режима работы. Один из них - режим измерения температуры - является основным, а второй - режим нагревания - включается в определенные моменты и имеет фиксированную длительность, определяемую элементами 24, 25.

После включения питания устройство работает в режиме измерения. При этом напряжение на датчике 9 сравнивается компаратором 5 с напряжением на резистивном делителе 10-12 и в случае, если температура датчика ниже заданной (для датчика с отрицательным ТКС первое напряжение больше, чем второе, а для датчика с положительным ТКС - наоборот), компаратор переключается и фронтом выходного импульса запускает импульсный генератор 6, в результате чего на выходах элементов 23 и 27 формируются положительные перепады уровня. Причем сначала формируется перепад на выходе элемента 23 и он открывает транзистор 7, который шунтирует инвертирующий вход компаратора 5, вызывая его переключение в состояние с высоким уровнем на выходе, и удерживает это состояние в течение всего времени нагревания. Через некоторый промежуток времени, определяемый задержкой в элементах 26, 27, начинает формироваться положительный перепад на выходе элемента 27, который открывает транзисторы 17, 16 ключа 3, ив коллекторную цепь нагревателя 9 начинает поступать ток нагрева. Таким образом, устанавливается режим нагревания, что индицируется саетодиодом 18.

Когда в результате заряжения конденсатора 24 напряжение на резисторе 25 опустится ниже уровня логического нуля, элемент 26 переключится в противоположное состояние, что приведет к формированию на выходе элемента 27 отрицательного перепада уровня. Это вызовет закрывание транзисторов 17, 16, и подача тока нагрева прекратится. Спустя время, определяемое задержкой в элементах 28, 23, появится отрицательный перепад и на выходе элемента 23, что. в свою очередь, вызовет закрывание шунтирующего транзистора 7, и напряжение на инвертирующем входе компаратора 5 начнет расти до уровня, соответствующего режиму измерения. Если заданная температура не достигнута, то этот уровень окажется выше уровня на другом входе компаратора 5. В результате компаратор переключится и вновь переведет устройство в режим нагревания. Такие включения режима нагревания происходят до тех пор, пока в момент очередного измерения компаратором 5 не будет зафиксировано достижение заданной температуры, и его срабатывания не произойдет.

В дальнейшем включения режима нагревания будут происходить при регистра5 ции понижения температуры датчика 9, благодаря чему будет поддерживаться заданная температура.

Величина флуктуаций температуры термостатируемого объема при его достаточной.термоизоляции зависит в данном случае от длительности режима нагревания. Поскольку объем датчика-нагревателя имеет конечную теплоемкость, то эту длительность всегда можно выбрать достаточно малой для того, чтобы сделать флуктуации температуры несущественными.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Термостатирующее устройство, содержащее подключенный к первому источнику постоянного напряжения термочувствительный мост, одна ветвь которого образована резистивным делителем, а другая последовательно соединенными генератором тока и датчиком-нагревателем, который через ключ связан с вторым источником постоянного напряжения, блок сравнения, сходы которого включены в выходную диагональ термочувствительного моста, а выход связан с входом импульсного генератора, к выходу которого подключен уп5 равляющий вход ключа, отличающеес я тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности использования в качестве датчика температуры элементов как с положительным, так и с 10 отрицательным ТКС, устройство содержит шунтирующий транзистор, коллектором подключенный к соответствующему входу блока сравнения, эмиттером к общей шине, а импульсный генератор содержит по15 следовательно соединенные элемент 2И-НЕ, дифференцирующую цепь, элемент задержки, инвертор, причем к выходу элемента 2И-НЕ подключена база шунтирующего транзистора, один вход этого 20 элемента соединен с входом генератора, другой вход - с выходом инвертора, а выход элемента задержки является выходом генератора.