SU455332A1

SU455332A1 - Device for thermostating

Info

Publication number: SU455332A1
Application number: SU1742611A
Authority: SU
Inventors: Виктор Михайлович Петров
Original assignee: Московский институт радиотехники, электроники и автоматики
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1972-01-24
Publication date: 1974-12-30

Description

1one

Изобретение относитс к области теилотехники п радиотехники и может быть исиользовано дл терыостатироваип небольших объектов .The invention relates to the field of technical engineering and radio engineering and can be used for the thermostating of small objects.

Известны устройства дл термостатировани , в которых датчиком температуры и иагревателел служит сегнетоэлектрический элемеит, питаемый от источника переменного тока.Thermostating devices are known in which a ferroelectric element powered by an alternating current source serves as a temperature sensor and heater.

Однако дл таких термостатов характерны сложность источника питани , низкий к.и.д., что св зано с высокими рабочими частотами сегнетоэлектрическпх резонаторов (100- 3000 Мгц). Габариты п вес источника питани микротермостата во много раз больше термостатируемого объема. Необходимый дл питани СВЧ-генератор мондностыо в несколько ватт почти невыполним на полупроводниках п делаетс на лампах.However, such thermostats are characterized by the complexity of the power supply, low efficiency, which is associated with high operating frequencies of the ferroelectric resonators (100–3000 MHz). Dimensions and weight of the microthermostat's power source are many times greater than the thermostatted volume. The microwave generator needed to power a few watts is almost impossible to do on semiconductors and is done on lamps.

Предлагаетс устройство дл термостатировани , работаюш,ее в режиме резонансной автотермостабплизацип с нагревом от генератора переменного тока, в котором дл уироще- п блока питани и повышени к.п.д. Laгpeвaтeльный элемеит представл ет собой пьезоэлектрический резонатор с большим положительным температурным коэффициентом частоты (ТКЧ).A device for thermostating is proposed, which operates in the mode of a resonant autothermal specimen with heating from an alternator, in which for a power supply unit and an increase in efficiency factor. The radiological element is a piezoelectric resonator with a large positive temperature coefficient of frequency (DC).

Собственна частота пьезоэлектрического резонатора составл ет сотин килогерц, п частота пита1 1 термостата синжаетс таким The natural frequency of the piezoelectric resonator is sotin kilohertz, n the frequency of the thermostat pitsun1 is

образом до 100 кгн. Дл доиолнительного улучшени термостабилпзации задаюнип генератор источника питани делают с большим отрицательны.м , став в коитур сегнетоэлектрический конденсатор или иьезоэлемсит. Дл устранени распол ризации ирн работе па наиболе чувствительном участке температур вблизи точки Кюрн на пьезоэлектрический )езоиатор подаетс иосто нное смен.1,,ее напр жеине.way to 100 kgn. In order to further improve thermal stabilization, the power supply generator generator is made with a large negative, becoming a ferroelectric capacitor or a decorative element in coitur. In order to eliminate the location of the irn operation in the most sensitive temperature range near the Kyurn point on the piezoelectric, the bezel is fed to the constant shift.1, its direction is.

Схема предлагаемого ycTpoiicTiui показаиа иа чертеже.The scheme of the proposed ycTpoiicTiui is shown in the drawing.

Устройство дл термостатировани содерЖ1ГГ нагревательный элемент - резонатор / сферической, цилиндрической или другой подход шей формы, внутри которого находитс термостатируемый объем. Резонатор изготовлен из пол ризованной сегнетоэлектрпческой керамики с большим ТКЧ, например титаиата бари . Блок питаин включает усилитель 2 мощиости и генератор 3. выполненные на транзисторах. Генератор содержит термочувствительный элемент 4, нанрпмер пьезоэлектрпческий резонатор плн сегнетоэлектрпческнй конденсатор, благодар которому его частота уменьшаетс с ростом температуры, т. е. нротивоположио изменению частоты резоиатора /. С усилител 2 мош,ности на резонатор / подаетс также посто нное смеп1аю1цее ианр жение , поддерживаюшес остаточную пол р;;зацпю сегметокерамики при работе вблизи точки Кюри. Резонатор 1 установлен в теплоизол ционный кожух.A device for thermostating containing a heating element — a resonator / spherical, cylindrical, or other neck-shaped approach, within which there is a thermostatically controlled volume. The resonator is made of polarized ferroelectric ceramics with a large DC magnitude, for example, barium titiate. The unit includes the power amplifier 2 and the power generator 3. performed on transistors. The generator contains a temperature-sensitive element 4, a nanrpmer piezoelectric resonator and a ferroelectric capacitor, due to which its frequency decreases with increasing temperature, i.e., the opposite to the change in the frequency of the resonator. With a 2-amp amplifier, a resonator is also supplied / a constant mixing and maintaining the residual field p ;;; semiconductor ceramics when operating near the Curie point. The resonator 1 is installed in a heat insulating casing.

Работа термостата основана на завнснмостн собственной частоты пьезоэлектрического резонатора от температуры.The operation of the thermostat is based on the temperature dependence of the natural frequency of the piezoelectric resonator.

Температура пьезоэлектрического резонатора повышаетс до устаповленп теплового равновесп , когда подводима мощность переменпого тока сравн етс с рассеиваемым теплом, При этом собственна частота пьезоэлектрического резонатора должна быть несколько выше частоты пнтанн . С понижением окружаюпдей температуры частота пьезоэлектрического резонатора ввиду положительного ТК.Ч умепьшаетс , приближа сь к частоте пнтанн . Так как поглоидаема пьезоэлектрическим резонатором мощность завпспт от частоты питани резопансно, то она нрн этом возрастает, повысив темнературу резонатора. Аналогнчно ноБышенпе окружающей температуры ведет к сннжепню рассепваемой в резопаторе мощности и HOHH/iceHjno его температуры. Во впутрепнем объеме резонатора температура измен етс в сотпн раз слабее изменени внещней температуры. Прн установке в контуре задающего генератора 3 термочувствнтельного элемента 4 пронсходпт дополпптельное повышенне стабильиоетп температуры внутри резонатора (нанрнмер. с попижением окружаюп,ей The temperature of the piezoelectric resonator rises to equilibrium heat when the input alternating current power is equal to the dissipated heat, and the natural frequency of the piezoelectric resonator should be slightly higher than the frequency of the resonator. With a decrease in the ambient temperature, the frequency of the piezoelectric resonator due to a positive TC.Ch is reduced, approaching the frequency of the resonator. Since the power depending on the frequency of supply is soberly absorbed by the piezoelectric resonator, it increases in this case, increasing the temperature of the resonator. Similarly, the ambient temperature overflow leads to a decrease in the power and HOHH / iceHjno of the temperature in the resatator. In the internal volume of the cavity, the temperature changes several times weaker than the external temperature. It is installed in the circuit of the master oscillator 3 of the temperature-sensitive element 4 by means of the additional polarity which increases the temperature inside the resonator (in particular, with a surrounding temperature,

температуры частота генератора повышаетс , приближа сь к собственной частоте резонатора , что ирпводит к увелнчепню мощности потерь и нагреву резонатора).temperature, the generator frequency rises, approaching the resonator's natural frequency, which leads to an increase in power loss and heating of the resonator).

При объеме в иесколько кубических сант 1метров , частота пьезорезонатора составл ет около 100 кгц.With a volume of several cubic meters of 1 meter, the frequency of the piezoresonator is about 100 kHz.

Предлагаемое устройство дл термостатнроваин может использоватьс дл термостатированп отдельных узлов радиоанпаратуры, дл получени эталонных темиератур в пзмерптельной техпнке п т. д.The proposed device for thermostat can be used for thermostatic separate units of the radio equipment, to obtain reference temperature in industrial technology.

Предмет и з о б р е т е н н Subject and purpose of

Устройство дл термостатировани , содержаи1ее тенлоизол циоиный кожух, внутри которого расположен нагревательный элемент, соединенный с генератором переменного тока, отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства 11 повыщенп к.п.д., в устройство введен усплитель мощности, выход которого подключен к нагревательному элементу пз еегнетокерампки с точкой Кюрп вблизи рабочей температуры, а вход подключен к генератору переменного тока, температурный коэффнциент частоты которого протнвоположен температурному коэффпцненту частоты нагревательного элемента.A thermostatic device containing a tenloisol casing housing within which is located a heating element connected to an alternator, characterized in that, in order to simplify the device 11, the efficiency is increased, the output device is connected to the device element pz of the electric machine with a point of Kürp near the operating temperature, and the input is connected to the alternator, whose temperature coefficient of frequency is projected to the temperature coefficient of frequency grevatelnogo element.