SU800969A1 - Устройство дл регулировани ТЕМпЕРАТуРы - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к регулированию неэлёктрических величин и может быть использовано дл  автоматического регулировани  температуры в электро-радиоаппаратуре.

Известно терморегулирующее устройство , обеспечивающее автоматическое двухпозиционное регулирование температуры, содержащее термочувствительные элементы, задатчики ,режима работы, усилитель сигналов, релейный коммутатор и синхронно св занный с ним посредством кулачкового механизма релейный распределитель , выходные реле, осуществл ющие управление исполнительными механизмами . Коммутаци  каналов осуществл етс  путем подключени  соответствующих , пар контактов релейного комму татора и релейного распределител  пр помощи кулачкового механизма, приводимого во вращение синхронным электродвигателем fl,

Данное устройство не позвол ет производить оперативный анализ температуры на контролируелшх каналах, так как каждый канал поочередно подключаетс  к релейному коммутатор в циклической последовательности

один вслед за другим и спуст  лишь врем , равное времени цикла, вновь подключаетс , что при быстро мен ющихс  процессах уменьшает точность регулировани , а так же может привести к возникновению автоколебаний в системе регулировани .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  терморегул тор, содержащий последовательно соединенные термочувствительный элемент (мост) на резисторах , усилитель посто нного тока, пороговый элемент, усилитель мс аности , исполнительный элемент, рабочий орган (нагреватель) и цепь обратной св зи, состо щую из последовательно соединенного стабилитрона и ключа Устройство обеспечивает регулирование температуры, позвол   производить настройку на заданные температурные уровни {21.

Однако, так как термочувствитепьныЛ элемент (терморезистор) обладает нелинейной вольт-амперной характеристикой в зависимости от температуры, то при перенастройке терморегул тора на другие значени  )егулируемых температур точность

регулировани  измен етс  в зависимости от крутизны вольт-амперной характеристики, а также одновременно измен етс  как момент включени , так и отключени  терморегул тора . Кроме того, в процессе работы терморегул тора цепь обратной св зи в зависимости от температуры коммутирует один из резисторов, включенный в плечо измерительного моста, цепи которого  вл ютс  слаботочными . Такого рода слаботочные цепи критичны к наводкам и помехам, так как в результате этого по вл ютс  паразитные токи, соизмеримые с рабочими токами. Во врем  коммутации могут возникать подобные паразитные токи, что вызывает искажение рабочих сигналов и приводит в конечном итоге к уменьшению точност регулировани .

Цель изобретени  - повышение точности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  регулировани  температуры., содержащее первы последовательно соединенные/ датчик температуры, усилитель посто нного тока и блок сравнени , к другим входам которого подключены выходы первых задатчика температуры.и блок обратной св зи, а также пороговый элемент, первый вход которого подключен к выходу первого блока срав нени  и последовательно соединенные усилитель мощности, исполнительный элемент и регулирующий орган, введе ны элемент ИЛИ и вторые последовав- тельно соединенные датчик температу ры, усилитель посто нного тока и блок сравнени , к другим входам которого подключены выходы вторых задат{ика температуры и блока обратной св зи, причем выход второго блока сравнени  подключен ко втором входу порогового элемента, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом второго блока обратной св зи, второй выход - со входом первого блока обратной св зи и вторым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного ко входу усилител  мощности.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство дл  регулировани  температуры, содержащее первые последовательно соединенные датчик 1 температуры, усилитель 2 посто нного тока и блок 3 сравнени , к другим входам которого подключены выходы первых задатчика 4 температуры и блока 5 обратной св зи, а также пороговый элемент 6, первый вход которого подключен к выходу первого блока 3 сравнени  и последовательно соединенные усилитель 7 мощности , исполнительный элемент 8 и регулирующий орган 9, .элемент 10

или и вторые последовательно; соединенные датчик 11 температуры, усилитель 12 посто нного тока и блок 13 сравнени , к другим входам которого подключены выходы вторых задатчика 14 температуры и блока 15 обратной св зи, причем выход второго блока 13 сравнени  подключен ко второму входу порогового элемента 6, первый выход которого соединен с первым входом элемента 10 ИЛИ и входом второго блока 15 обратной св зи, второй выход со входом первогр блока 5 обратной св зи и вторым входом элемента 10 или, выходом подключенного ко входу усилител  7 мощности, причем блоки 5 и 15 обратной св зи состо т из последовательно соединенных стабилитрона 16 и ключа 17.

Устройство работает следующим образом .

Устройство включаетс  одновременно с той электро-радйоаппаратурой , Boi- внутреннем объеме которой должно поддерживать заданные уровни температуры. Причем датчик 1 настраиваетс  на контроль верхнего значени  температуры, а датчик 11 - на контроль нижнего значени  температуры , и их выходные электрические сигналы пропорционально измен ютс  вслед за измен ющейс  температурой внутри контролируемого объема.

С помощью задатчика 4 можно регулировать верхний предельный уровень температурного диапазона, а задатчиком 14 -.его нижний предельный уровень, В первоначальный момент включени  аппаратура находитс  в холоднсэм состо нии, а потому температура внутри контролируемого объема ниже нижнего предельного уровн . На пороговый элемент 6 поступает сигнал только от блока 13 сравнени , по которому пороговый элемент 6 устанавливаетс  в положение , когда на его втором выходе по вл етс  сигнал, подающий команду через элемент 10 ИЛИ, усилитель 7 мощности и исполнительный элемент 8 на отключение рабочего органа 9. Одновременно с этим через блок 5 обратной св зи на третий вход бло{ а 3 сравнени  подаетс  команда о сн тии запре-га, подготавлива  его к работе. Через блок 15 обратной св зи на третий вход блока 13 подаетс  команда, запрещающа  его закрытие после того, как температ5фа в контролируемом объеме подклч)чает«г с  выше нижнего предельного уровн , т.е. обеспечива  прохождение сигнала на второй вход порогового элег мента б до того момента, пока на первый вход не поступит сигнал от блока 3 сравнени .

В процессе работы электро-радио аппаратуры температура внутри конт ролируемого объема начнет увеличиватьс , а вслед за ней начнет измен тьс  электрический сигнал на выходах датчиков 1 и 11. Изменение сигнала на выходе датчика 11 не Отражаетс  на работе устройства в Целом,так как блок 13 сравнени  стоит на блокировке по сигналу, поступающему на его третий вход. Это состо ние поддерживаетс  вплоть до. достижени  верхнего температурного уровн , заранее настроенного с помощью задатчика 4. ... Как только температура внутри,контролируемого объема и пропорциональный ей электрический сигнал на выходе датчика 1, усиленный усилителем 2 посто нного тока, достигли верхнего предельного значени , блок 3 сравнени  открываетс , а на его в-лходе по вл етс  сигнал, который поступает на первый вход порогового элемента 6. Вслед за этим на первом выходе порогового элемента 6 по вл етс  сигнал, который поступает на вход блока 15 обратной св зи и первый вход элемента 10 ИЛИ. По этому сигналу через блок 15 обратной св зи на третий вход блока 13 сравнени  подаетс  команда о сн тии запрета и блок . 13 сравнени  закрываетс  (тем самым он вновь подготовлен к последнему открытию), сигнал на его выходе пропадает, и в соответствии с этим пропадает сигнал на втором выходе порогового элемента 6. Одновременно с этим через блок 5 обратной св зи на третий вход блока 3 сравнени  подаетс  команда, запрещающа  его открытие после того, как температура опуститс  ниже верхнего предельного уровн , т.е. обеспечива  прохождение сигнала на первый вход порогового элемента 6 до того момента, пока на второй его вход вновь не поступит сигнал от блока 13 сравнени . После того, как только на первом выходе порогового элемента 6 по вилс  сигнал, а на второмего выходе сигнал пропал, в соответствии с этим по вилс  сигнал на первом входе элемента 10 ИЛИ, а на втором его входе сигнгш.пропал, то на выходе элемента 10 ИЛИ по вл етс  команда, по которой через усилитель 7 мощности и исполнительный элемент 8 произойдет введение рабочего органа 9 в действие. Рабочий орган 9, начав функционировать, понижает температуру внутри контролируемого объема электро-радиоаппа.« ратуры, что вызывает одновременно с этим изменение выходных сигналов на датчиках 1 и 11.

Изменение сигнала на выходе датчика 1 не отражаетс  на работе устройства Е делом, так как блок .3 сравнени  стоит на блокировке по

сигналу, поступающему на его третий вход. Это состо ние -поддерживаетс  вплоть до достижени  нижнего температурного уровн , заранее настроенного с помощью задатчика 14. Как только температура внутри контролиС )уемого объема и пропорциональный ей электрический сигнал на выходе датчика 11,усиленный усилителем 18 посто нного тока, достигли нижнего предельного значени , блок 13 o сравнени  открываетс  и на его выходе по вл етс  сигнал, который поступает на второй вход порогового элемента 6. Вслед за этим на втором выходе порогового элемента 6 по вл 5 етс  сигнал, который поступает на вход блока 5 обратной св зи и на второй вход элемента 10 ИЛИ. По этому сигналу через блок 5 обратной св зи на третий вход блока 3 срав0 нени  подаетс  команда о сн тии запрета, и блок 3 сравнени  закрываетс , сигнал на его выходе пропадает , а в соответствии с этим пропадает сигнал на первом выходе порюгового элемента 6. Одновременно с

5 Этим через блок 15 обратной св зи На третий вход блока 13 сравнени  подаетс  команда, запрещающа  его Закрытие, т.е. обеспечива  прохождение сигнала на в±орой вход порого0 вого элемента 6 до того момента, пока на его первый вход вновь не поступит сигнал от блока 3 сравнечи . После того, как на втором выходе порогового элемента 6 по вл етс 

5 сигнал, а на первом его выходе . сигнал пропадает, в соответствии с этим по вл етс  сигнал на втором- . входе элемента 10 ИЛИ, а на первом его входе сигнал пропадает. При

0 этом на выходе элемента 10 ИЛИ : по вл етс  команда, по которой через усилитель 7 мощности и исполнительный элемент 8 произойдет отключение рабочего органа 9. Описанный процесс переключени  периоди -.

5 чески повтор етс  вслед за периодическими изменени ми температуры в заданных пределах в контролируемом объеме.

Изобретение позвол ет повысить

0 точность регулировани  за счет того, что введен дополнительный канал, который позвол ет производить соответственно включение и отключение рабочего органа при достижении

5 температуры в контролируемом объеме ее верхнего или нижнего предельного уровн  сигналами от независи1 алх между собой термочувствительных элементов, а также производить неО зависимые друг от друга задани  величин этих .предельных уровней, причем погрешности, присущие каждому из каналов, не передаютс  из кансша в канал, кроме того

5 функциональное действие цепей обратных св зей направлено на удержание блоков сравнени  в открытом состо нии, а не на дрпблннтельную коммутацию, исключа  тем самым внесениепаразитных наводок по цеп м изменени  и управлени  терморегул тора .

При сравнении точности регулировани  предлагаемого терморегул тора с устройством, собранный в соответствии с известным, обнаружено увеличение точности регулировани  у предлагаемого устройства примерно на 15% вКс1ждой из фиксированных точек наперед заданного температурного диапазона.

Повышение точности регулировани  позвол ет более полно использовать тепловой режим элементов схемы контролируемого устройства.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  регулировани  температуры, содержащее первые пос ледовательно соединенные датчик температуры, усилитель посто нного тока и блок сравнени , к другим входам которого подключены выходы :первых задатчика температуры и бло Ла обратной св зи, а также пороговый элемент, первый вход которого

   подключен к выходу первого блока сравнени  и последовательно соединенные усилитель мощности, исполнительный элемент и регулирующий орган , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, в него введены элемент ИЛИ и вторые последовательно соединенные датчик температуры, усилитель посто нного тока и блок сравнени , к другим входам которого подключены выходаа вторых задатчика. температуры и блока обратной св зи, причем выход второго блока сЬавнени  подключен ко второму., входу порогового элемента i первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом второго блока обратной св зи, второй выход - со входом первого блока обратной св зи и вторым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного ко входу усит лител  мощности.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   Г. Халамейзер M.F. Двтоматические установки ;искусствённого| климата . М., .МашинострЬёнйё , 1969, с. 24-28, 288.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 474797, кл. G 05 D 23/19, 1973 (прототип).-.-