SU805274A1 - Temperature controller - Google Patents
Temperature controller Download PDFInfo
- Publication number
- SU805274A1 SU805274A1 SU792759824A SU2759824A SU805274A1 SU 805274 A1 SU805274 A1 SU 805274A1 SU 792759824 A SU792759824 A SU 792759824A SU 2759824 A SU2759824 A SU 2759824A SU 805274 A1 SU805274 A1 SU 805274A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- temperature
- unit
- digital
- Prior art date
Links
Description
1one
Изобретение относитс к технике измерени и регулировани температурThis invention relates to a technique for measuring and controlling temperatures.
Известно аналоговое устройство регулировани температуры,.состо щее и термодатчика, задающего блока, блока регулировани , блока тиристоров. Температура объекта, управл ема таким устройством, определ етс величиной электрического напр жени , снимаемого с задающего блока. Это напр жение сравниваетс с термо-ЭДС датчика температуры, определ емой текущей температурой объекта, и при помощи блока регулирова.ни и блока тиристоров , управл емых разностью термоЭДС и напр жени с задающего устройства , к нагревателю объекта подводитс така величина электрической мощности, при которой величина термо-ЭДС становитс равна напр жению с задающего устройства 111An analogue temperature control device is known, consisting of a temperature sensor, a driver unit, a control unit, a thyristor unit. The temperature of the object controlled by such a device is determined by the magnitude of the electrical voltage taken from the master unit. This voltage is compared with the thermo-emf of the temperature sensor, determined by the current temperature of the object, and with the help of an adjustable unit and a thyristor unit, controlled by the difference in thermoEMF and voltage from the master device, the electrical power at which the value of thermo-EMF becomes equal to the voltage from the driver 111
Недостатком такого устройства вл етс трудность использовани в автоматизированном производстве, так как задающий блок вл етс аналоговым узлом, управление которым, например при помопда управл ющей ЩШ, требует введени преобразователей код-аналог и соответствующих согласующих блоков. Кроме того, аналоговым устройствам присуща ограниченна точность во времени из-за старени элементов. Такие устройства чаще всего используют в виде цифровых устройств.The disadvantage of such a device is the difficulty of using it in the automated production, since the master unit is an analog node whose control, for example, with the help of the control panel, requires the introduction of code-analog converters and the corresponding matching blocks. In addition, analog devices are characterized by limited accuracy in time due to aging of elements. Such devices are most often used as digital devices.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс электронный термостат с цифровым управлением, предназначенным Д.ПЯ поддержани температуры объекта The closest to the offer is a digital thermostat with a digital control designed by the DCF to maintain the temperature of the object.
0 на заданном уровне, состо щий из датчика температурыг блока преобразовани значени температуры объекта в цифровой код, включающий в себ преобразователь температуры в частоту 0 at a predetermined level, consisting of a temperature sensor and a unit for converting an object's temperature value to a digital code, which includes a temperature to frequency converter
5 и цифровой счетчик, цифровое задающее устройство, цифровой.компаратор, блок изменени температур объекта, где выход датчика температуры через блок преобразовани значени темпе0 ратуры объекта соединен с первым входом цифрового компаратора, ко второму входу которого подключен выход цифрового задающего устройства, а выход цифрового компаратора под5 ключен к входу блока изменени температуры объекта.5 and a digital counter, a digital driver, a digital comparator, a unit for changing the temperature of an object, where the output of the temperature sensor is connected to the first input of a digital comparator, the digital driver’s output is connected to the second input of the digital driver, and the digital comparator output to the second input of the digital comparator. It is connected to the input of the unit for changing the temperature of the object.
Устройство работает следукнцим образом . The device works in the following way.
Текущее значение температуры объекта измер етс -датчиком температуры , сигнал с которого преобразуетс блоком преобразовани в цифровой код и подаетс на первый вход цифрового компаратора, где сравниваетс с заданным значением температуры объекта , подаваеким на второй вход компаратора с задаю({(его блока. С выхода компаратора снимаетс разность входных цифровых сигналов, котора подаетс на вход блока изменени температуры объекта, который в зависимост от знака разности увеличивает или уменьшает температуру объекта f2j.The current value of the object temperature is measured by a temperature sensor, the signal from which is converted by the conversion unit into a digital code and fed to the first input of a digital comparator, where it is compared with the specified temperature value of the object supplied to the second input of the comparator with the set ({(its block. From the output the comparator detects the difference of the input digital signals, which is fed to the input of the unit for changing the temperature of the object, which, depending on the sign of the difference, increases or decreases the temperature of the object f2j.
Недостатком данного устройства вл етс уменьшение точности регулировани в процессе эксплуатации, определ кадейс в основном стабильностью градуировочной характеристики датчика, сн той до установки его на объектThe disadvantage of this device is a reduction in the accuracy of regulation during operation, which determines the basic stability of the calibration characteristic of the sensor, which was removed before installing it on the object.
tl)tl)
(Tn.),(Tn.),
ТГР- значение температур градуи ,,. POBKHJTGR is the value of temperature grad. POBKHJ
значение сигнала с датчика sensor signal value
гр,при соответствующем значении ТГРgr, with the corresponding value of TGR
в соответствии с этой характеристикой определ етс текущее (.измер емое) значение температуры объекта.In accordance with this characteristic, the current (measured) value of the object temperature is determined.
Градуировочные характеристики реальных датчиков термосопротивлений, термопар и др.) мен ютс во времени в зависимости от температур эксплуатации (измер емлх температур). Особенно эти отклонени велики при регулировании высокотемпературных объектов , например в технологии производства полупроводниковых элементов, где предъ вл ютс высокие требовани к точности регулировани , в частности, при производстве тонкопленочных элементов , где температура должна устанавливатьс с точностью единиц процента . Но в процесса эксплуатации градуировочна характеристика датчика может измен тьс на несколько процентов .The calibration characteristics of real thermal resistance sensors, thermocouples, etc.) vary over time depending on the operating temperatures (measured by the temperature). Especially these deviations are great when regulating high-temperature objects, for example, in the production technology of semiconductor elements, where high demands are placed on the accuracy of regulation, in particular, in the production of thin-film elements, where the temperature should be set to an accuracy of a few percent. But during operation, the calibration characteristic of the sensor can vary by a few percent.
0 В таблице представлено изменение градуировочной характеристики от начальной дл термопары типа ВР 5/20, широко примен ющейс дл работы в высокотемпературных объектах в завие ,симости от времени эксплуатации и температур, при которых они работав0 The table shows the change in the calibration characteristic from the initial thermocouple type BP 5/20, which is widely used to work in high-temperature objects, depending on the time of operation and the temperatures at which they worked.
Как видно из таблицы, погрешность измерени температуры термопарой, определ ема из даиением градуировочной характеристики от Начальной, может иметь значительную величину. Например, при температуре 2000°С уже через 100 ч работы погрешность составл ет .As can be seen from the table, the error of temperature measurement by a thermocouple, determined from the calibration curve from the Initial, can have a significant value. For example, at a temperature of 2000 ° C already after 100 hours of operation, the error is.
Цель изобретени - повь ение точности регулировани в процессе эксплуатации устройства. .The purpose of the invention is to increase the accuracy of regulation during operation of the device. .
Поставленна цель достигаетс teM, что в известное Устройство, содержащее последовательно соединенные задающий блок, цифровой компаратор и исполнительный элемент, а также последовательно соединенные датчик и цифровой преобразователь, введены таймер, первый запоминающий элемент , последовательно соединенные элемент задержки, блок усреднени , первый функциональнЕлй преобразователь , второй запоминающий элемент и сумматор, а также последовательноThe goal is achieved by teM that a timer, the first memory element, the delayed serially connected element, the averaging unit, the first function converter, are entered into the well-known Device, which contains a serially connected master unit, a digital comparator and an actuator, as well as a serially connected sensor and a digital converter. the second memory element and the adder, as well as sequentially
соединенные блок пам ти, второй функциональный преобразователь и третийconnected memory block, second function converter and third
45 запоминающий элемент, выход которого подключен ко второму входу первого функционального преобразовател , третий вход которого соединен с выходом блока пам ти, а четвертый вход50 с выходом таймера, св занным со вторым входом блока усреднени и вторым входом второго функционального преобразовател , третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходу блока усреднени и выходу первого запоминающего элемента , входом св занного с выходом первого функционального преобразовател , причем вход сумматора подключен к выходу цифрового преобразовател , а выход - ко входам цифрового компаратора, элемента задержки и блока усреднени .45 is a storage element whose output is connected to the second input of the first functional converter, the third input of which is connected to the output of the memory unit, and the fourth input 50 to the timer output connected to the second input of the averaging unit and the second input of the second functional converter, the third and fourth inputs of which connected respectively to the output of the averaging unit and the output of the first storage element, the input connected with the output of the first functional converter, and the input of the adder is connected to the output dy digital converter, and an output - to the inputs of a digital comparator, the delay element and the averaging unit.
На чертеже представлена блок-схем 65 предлагаемого устройства. Устройство регулировани температуры содержит задающий блок 1, цифровой компаратор 2, исполнительный элемент 3, датчик 4, цифровой преобразователь 5, сумматор 6, элемент 7 задержки, блок 8 усреднени , первый функциональный преобразователь 9, первый запоминающий элемент 10, второй функциональный преобразова тель 11, таймер 12, блок 13 пам ти, второ и третий запоминающие элементы 14 и 15. Устройство работает следуювгим образом . Текущее значение температуры объекта Tf измер етс датчиком 4, преобразуетс Б цифровой код т преобра зователем 5 и подаетс на первый вхо сумматора 6. Ввиду наличи погрешнос ти из-за изменени градуировочной характеристики от начальной Т{ Т4-ЛТ4.,(2) где Tj- истинное значение температу , ры объекта: дт - текуща вели 1ина отклонени градуировочной характеристики от начальной. На второй вход суьвлатора б подает с поправка ДТчвдТ ±8,(3) где «ДТ/- ;погрешность определени ЛТ4 , котора определ етс точностью блоков 7-13 На выходе сумматора б образуетс значение , . . Т4 Т«-Ali- -дT S Ti 1 Б С) fC выхода сумматора б значение Т/ подаетс на компаратор 2, а на второ вход компаратора подаетс значение заданной температуры объекта Т«.}Адс блока 1. Компаратор 2 сравнивает эти значени и вырабатывает управл ющее воздействие Е на вход элемента 3, ко торый в зависимости от величины и знака Е увеличивает или уменьшает температуру объекта таким образом, чтобы величина Е была минимальной. Определение поправки дТ осущест вл етс следующим образом. Таймер 12 вырабатывает значение отрезков времени ДТ4 , которые подаю с на входы блока 8 усреднени перво го фуйкционального преобразовател 9 и второго функционального преобразовател 11. Значение измеренной температуры объекта Ti с выхода сумматора б подаетс на первый вход бло ка 8 усреднени , на второй вход которого подаетс Т через схему задержки на dTi, значение измеренной температуры в предыдУ1Ций момент времени - Т.. На выходе блока 8 усреднени формируетс среднее значение температуры объекта промежуток времени ATi. Т. (5) Mejr 5 Это значение подаетс на входы функциональных преобразователей 9 и 11, уда также подаетс статическа хаактеристика дл данного типа датчиа из блока 13 пам ти. (tt), (6) где AT - отклонение градуировочной характеристики датчика от начальной; t - врем работы датчика от начала установки} Т - температура, при работает датчик. Эта характеристика может быть получена интерпол цией табличных значений , определ емых при испытании серии датчиков данного типа, например термопар, термосопротивлений. Функционёшьный преобраэоватвль 9 определ ет величину отклонени градуировочной характеристики uTi за промежуток ( по формуле (б) ДТ f (tjTcpi ), 7) где t - отюсительное врем старени (износа) датчика, определ емое функциональным преобразователем 11 и хран щеес в элементе 14 как во врем ра- боты устройства (датчика), так н при временном отключении устройства.. С выхода функционального преобразовател 9 дТ-i подаетс в перввлй запоминающий элемент 10, где задерживаетс на величину ut4 . Суммирювание ATi с целью определени сулдаларного отклонени градуировочной характеристики от-начальной происходит по форгдуле ДТоБ1Д 51 ЛТ .(в) 0 С выхода элемента 14 д Трдц подаетс на второй вход сумматора б, а в случае отключени устройства (датчика) хранитс в нем, а также подаетс на . второй вход элемента Ю. С выхода элемента 10 з11ачение поправки в преДЕдщущий момент времени подаетс на вход функционального преобразовател 11, К9торый определ ет относительное врем старени (.износа) датчика. Это врем определ етс исход из положени теории надежности, на основании которой износ элемента в данный момент времени зависит от величины отработанного ресурса в прошлом и не зависит от того, как был выработан этот ресурс. Функциональный преобразоват1гль 11 реализует обратную функцию от формулы (7) по значени м ДТ. и ТсрД ti -F{ АТ4- Тор.4 )(9) Э-о значение подаетс на выходы преобразовател li через элемент 15 на вход функционального преобразовател 9 . При вренюнном отключении устройства регулирование температуры и объекта в элементах 15,10 и 14 сохран ютс значени t{ ,ff и дТовщ. / по которымThe drawing shows a block diagram 65 of the proposed device. The temperature control device contains a master unit 1, a digital comparator 2, an executive element 3, a sensor 4, a digital converter 5, an adder 6, a delay element 7, an averaging block 8, a first functional converter 9, a first storage element 10, a second functional converter 11, timer 12, memory block 13, second and third memory elements 14 and 15. The device operates as follows. The current temperature value of the object Tf is measured by sensor 4, the digital code T is converted by converter 5 and fed to the first input of the adder 6. Due to the presence of error due to a change in the calibration characteristic from the initial T {T4-LT4., (2) where Tj - the true value of the temperature of the object: dt - the current value is 1in the deviation of the calibration characteristic from the initial one. At the second input of the acquiring b, the correction is supplied with the correction ДТчвдТ ± 8, (3) where "ДТ / -; error of determination of LT4, which is determined by the accuracy of the blocks 7-13. At the output of the ad, the value, is formed. . T4 T "-Ali- -dT S Ti 1B C) fC output of the adder b, the value T / is fed to comparator 2, and the second input of the comparator is supplied with the value of the specified temperature of the object T".} Ads of block 1. Comparator 2 compares these values and produces a controlling effect E on the input of element 3, which, depending on the magnitude and sign of E, increases or decreases the temperature of the object so that the value of E is minimal. The definition of the dT amendment is as follows. The timer 12 generates the value of the time intervals DT4, which I apply to the inputs of the averaging unit 8 of the first fuctional converter 9 and the second functional converter 11. The measured object temperature Ti from the output of the adder b is fed to the first input of the averaging unit 8, to the second input of which is fed T through the delay circuit on dTi, the value of the measured temperature in the previous moment of time - T .. At the output of averaging unit 8, the average temperature of the object is formed, the time interval ATi. T. (5) Mejr 5 This value is fed to the inputs of the functional transducers 9 and 11, and the static characteristic for this type of sensor from memory block 13 is also removed. (tt), (6) where AT is the deviation of the calibration characteristic of the sensor from the initial one; t is the sensor operation time from the start of installation} T is the temperature, when the sensor is working. This characteristic can be obtained by interpolating tabular values determined when testing a series of sensors of this type, for example, thermocouples, thermistors. The functional conversion 9 determines the magnitude of the variation of the calibration characteristic uTi for the period (by the formula (b) DT DT f (tjTcpi), 7) where t is the impressive sensor aging (wear) time determined by the functional converter 11 and stored in element 14 as in the device (sensor) operation time, also when the device is temporarily disconnected .. From the output of the functional converter, 9 dT-i is fed to the first storage element 10, where it is delayed by the value ut4. The ATi summation in order to determine the suldalar deviation of the calibration characteristic from the initial one occurs according to the fordout DToB1D 51 LT. served on the second input of the element Y. From the output of the element 10, the correction in the next moment of time is fed to the input of the functional converter 11, the second determines the relative aging time of the sensor. This time is determined on the basis of the theory of reliability, on the basis of which the wear of an element at a given time depends on the amount of the used resource in the past and does not depend on how this resource was developed. The functional transform 11 realizes the inverse function of formula (7) according to the values of DT. and TcdD ti -F {AT4-Tor.4) (9) The e-o value is fed to the outputs of the converter li through element 15 to the input of the functional converter 9. When the device is disconnected by wiring, the temperature and object control in the elements 15, 10 and 14 are kept t, ff and dT. / by which
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792759824A SU805274A1 (en) | 1979-04-28 | 1979-04-28 | Temperature controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792759824A SU805274A1 (en) | 1979-04-28 | 1979-04-28 | Temperature controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU805274A1 true SU805274A1 (en) | 1981-02-15 |
Family
ID=20825005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792759824A SU805274A1 (en) | 1979-04-28 | 1979-04-28 | Temperature controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU805274A1 (en) |
-
1979
- 1979-04-28 SU SU792759824A patent/SU805274A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10983541B2 (en) | Temperature control system | |
EP1451920A2 (en) | Voltage controller for switching power supplies | |
US4179745A (en) | Thermocouple linearizer circuit | |
EP3239675A1 (en) | Apparatus for correcting of temperature measurement signal | |
US11137471B2 (en) | Current measurement device, current measurement method and calibration method | |
EP2725434A1 (en) | Feedback control method, feedback control apparatus, and feedback control program | |
CA1132205A (en) | Device for modifying or controlling the shape of an electrical output signal | |
SU805274A1 (en) | Temperature controller | |
JP2776598B2 (en) | Analog-to-digital converter | |
JP2018511296A (en) | Hysteresis control method for DC / DC converter | |
KR940006181A (en) | Control system | |
US4096562A (en) | Closed loop control systems and control devices for such systems | |
US3632985A (en) | Thermocouple bridge temperature control | |
KR102521337B1 (en) | Power control device and power control method | |
GB2191292A (en) | Measuring equipment | |
Wang et al. | Automatic tuning of nonlinear PID controllers for unsymmetrical processes | |
RU2732838C1 (en) | Method for temperature error compensation of thermistors, device for method implementation | |
SU1390487A1 (en) | Device for regulating temperature in heating system | |
CN108604104B (en) | AC power regulator and AC power control method | |
SU1381455A1 (en) | Device for stabilizing temperature condition in closed space | |
US3087337A (en) | Direct reading resistance thermometer | |
TH14378A (en) | Temperature control device | |
SU408286A1 (en) | BROAD-PULSE TEMPERATURE REGULATOR FOR OBJECTS WITH LATE | |
SU1739211A1 (en) | Temperature difference metering device | |
KR19980021473A (en) | Temperature measuring device and temperature compensation method |