SU840841A1 - Устройство дл регулировани температуры - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для регулирования температуры в зоне охлаждения микрокриогенных систем.

Известно устройство для регулиро- ⁵ вания температуры, содержащее измерительную систему в виде резистивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, охваченный обратной связью, и нагрузку ГЦ.

Недостатком этого устройства является низкая точность регулирования ввиду усиления операционным усилителем сигнала постоянного тока и отсутствие согласования измерительной схемы с входом операционного усилителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее измерительную схему в виде резистивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, охваченный отрицательной и положительной обратной связью, осуществляемой переменным резистором, соединенным с выходом резистивного моста. Выход операционного усилителя подключен к нагрузочному элементу и к подвижному контакту регулировочного элемента [2].

Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования, особенно при изменении температуры окружающей среды. Причиной точности регулирования является усиление Операционным усилителем сигнала постоянного тока, поступающего с резистивного моста, отсутствие измерительной схемы с входом операционного усилителя, а также включение в качестве отрицательной и положительной обратной срязи переменного резистора.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее источник питания, датчик и задатчик температуры и последовательно соединенные операционный усилитель с отрицательной обратной связью, многокаскадный усилитель мощности на транзисторах и нагреватель, оно содержит выпрямитель и трансформатор с двумя встречно включенными вторичными обмотками, выходы которых через выпрямитель связаны со входами операционного усилителя и пер выми выводами датчика и задатчика, вторые выводы которых соединены с общим выводом вторичных обмоток транс- . форматора и с соответствующим выводом источника питания, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с эмиттером транзистора первого каскада усилителя мощности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования температуры.

Трансформатор 1 содержит вторичные обмотки 2 и 3, включенные встречно в точке 4, которая связана с точкой 5 соединения датчика 6 и задатчика 7 и общим выводом 8 операционного усилителя 9.

Операционный усилитель 9 дифференциальными входами 10 и 11 подключен к датчику 6 и задатчику 7, а также к эмиттерам транзисторов выпрямителя 12, базы которых соединены со вторичными обмотками трансформатора 1. Эмиттер транзистора 13 первого каскада усилителя 14 мощности соединен с неинвертирующим входом 10 операционного усилителя 9, а база через резистор 15 подключена к выходу операционного уси-_е лителя 9, образуя этим положительную обратную связь.

Транзистор 16 является выходным каскадом усилителя мощности, в коллектор которого включен нагреватель 17 Резисторы 18 и 19 являются режимными для транзистора 13, а резистор 20 обеспечивает отрицательную связь операционного усилителя 9.

На датчике 6 и задатчике 7 относительно точки 5 имеются положительные полуволны однополупериода выпрямления, осуществленного базо-эмиттерными .переходами выпрямителя 12. Эти полуволны находятся в противофазе, т.к. обмотки 2 и 3 трансформатора 1 включены встречно. При условии равенст, ва их по амплитуде, что обуславливается регулировкой задатчика 7, напряжение дифференциальными входами 10 и 11 операционного усилителя 9 будет равно нулю, т.е. измерительная схема, сбалансирована. При изменении сопротивления термочувствительного элемента, например уменьшении, нарушается баланс измерительной схемы. Ток разбаланса, усиленный операционным усилителем 9,.открывает транзисторы 13 и 16, обеспечивая протекание тока через нагреватель 17. Этот процесс происходит скачкообразно в виду наличия положительной обратной связи, с выхода 15 операционного усилителя 9 через резистор Г4, база-эмиттерный переход транзистора 13 на неинвертирующий вход 10 операционного усилителя 9. Протекание тока через нагреватель 17 приводит к подогреву зоны охлаждения, что увеличивает сопротивление термочувствительного элемента 6 и обеспечивает измерительной схе- . ме состояние баланса. Такое состояние измерительной схемы привддит к скачкообразному закрытию транзисторов 13, 16 и прекращению протекания тока через нагреватель 17.

Включение в предлагемое устройство измерительной схемы с дифференциальным выходом позволяет согласовывать ее с дифференциальным входом операционного усилителя , использование входного сигнала пульсирующим и обеспечение положительной обратной связи с эмиттера первого каскада усилителя мощности повышает температурную стабильность выходного сигнала и, следовательно, точность регулирования температуры.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано в устройствах дл  регулировани  температуры в зоне охлаждени  микрокриогенных систем. Известноустройство дл  регулировани  температуры, содержащее измерительную систему в виде рез-истивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, охваченный обратной св зью, и нагрузку DlНедостатком этого устройства  вл етс  низка  точность регулировани  ввиду усилени  операционным усилителем сигнала посто нного тока и отсутствие согласовани  измерительной схемы с входом операционного усилител . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  уст ройство дл  измерени  температуры, содержащее измерительную схему в виде резистивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, охва ченный отрицательной и положительной обратной св зью, осуществл емой переменным резистором, соединенным с выходом резистивного моста. Выход операционного усилител  подключен к нагрузочному элементу и к подвижному контакту регулировочного элемента Г2. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность регулировани , особенно при изменении температуры окружающей среды. Причиной точности регулировани   вл етс  усиление бперационным усилителем сигнала посто нного тока, поступающего с резистивиого моста, отсутствие измерительной схемы с входом операционного усилител , а также включение в качестве отрицательной и положительной обратной ср зи переменного резистора. Цель изобретени  - повышение точности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  регулировани  температуры , содержащее источник питани , датчик и задатчик температуры 38 и последовательно соединенные операционный усилитель с отрицательной обратной св зью, многокаскадный усили тель мощности на транзисторах и нагре ватель, оно содержит выпр митель и трансформатор с двум  встречно включенными вторичными обмотками, выходы которых через выпр митель св заны со входами операционного усилител  и пер выми выводами датчика и задатчика, вторые выводы которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и с соответствующим выводом источника питани , неинвертирующий вход операционного усилител  соединен с эмиттером транзистора первого каскада усилител  мощности. На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема устройства дл  регулировани  температуры. Трансформатор 1 содержит вторичные обмотки 2 и 3, включенные встречн в точке 4, котора  св зана с точкой 5 соединени  датчика 6 и задатчика 7 и общим выводом 8 операционного усили тел  9. Операционный усилитель 9 дифференциальными входами 10 и П подключен к датчику 6 и задатчику 7, а также к эмиттерам транзисторов выпр мител  12 базы которых соединены со вторичными обмотками трансформатора 1. Эмиттер транзистора 13 первого каскада усилител  14 мощности соединен с неинверти рутощим входом 10 операционного усилител  9, а база через резистор 15 подключена к выходу операционного уси-е лител  9, образу  этим положительную обратную св зь.. Транзистор 16  вл етс  выходным каскадом усил1стел  мощности, в коллектор которого включен нагреватель 1 Резисторы 18 и 19  вл ютс  режимными дл  транзистора 13, а резистор 20 обеспечивает отрицательную св зь oneрационного усилител  9. На датчике 6 и задатчике 7 относи тельно точки 5 имеютс  положительные полуволны однополупериода выпр млени , осуществленного базо-эмиттерным . переходами выпр мител  12. Эти полуволны наход тс  в противофазе, т.к. обмотки 2 и 3 трансформатора 1 включены встречно. При условии равенст , ва их по амплитуде, что обуславливаетс  регулировкой задатчика 7, напр  жение дифференциальными входами 10 и 11 операционного усилител  9 будет 4 равно нулю, т.е. измерительна  схема. сбалансирована. При изменении сопротивлени  термочувствительного элемента , например уменьшении, нарушаетс  баланс измерительной схемы. Ток разбаланса, усиленный операционным усилителем 9,.открывает транзисторы 13 и 16, обеспечива  протыкание тока через нагреватель 17. Этот процесс происходит скачкообразно в виду наличи  положительной обратной св зи, с выхода 15 операционного усилител  9 через резистор Г4, база-змиттерный переход транзистора 13 на неинвертирующий вход 10, операционного усилител  9. Протекание тока через нагреватель I7 приводит к подогреву зоны охлаждени , что увеличивает сопротивление термочувствительного элемента 6 и обеспечивает измерительной схе- . ме состо ние баланса. Такое состо ние измерительной схемы приводит к скачкообразному закрытию транзисторов 13, 16 и прекращению протекани  тока через нагреватель 17. Включение в предлагемое устройство измерительной схемы с дифференциальным выходом позвол ет согласовывать ее с дифференциальным входом операционного усилител  , использование входного сигнала, пульсирующим и обеспечение положительной обратной св зи с эмиттера первого каскада усилител  мощности повышает температурную стабильность выходного сигнала и, следовательно , точность регулировани  температуры. Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  температуры , содержащее источник питани , датчик и задатчик температуры и последовательно соединенные операционный усилитель с отрггцательной обратной св зью, многокаскадный усилитель мощности на транзисторах и на греватель , отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  точности устройства, оно содержит выпр митель и трансформатор с двум  встречно включенньми вторичными обмотками, выводы которых через выпр митель св заны со входами операционного усилител  и первыми выводами датчика и задатчика, вторые выводы которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и с соответствующим выводом . источника питани , неинвертирующий 584084 вход операционного усилител  соединен с эммитером транзистора первого каскада усилител  мощности. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе J 1 1.Авторское свидетельство СССР № 430061, кл. G 05 О 23/24, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 525065, кл. G 05 D 23/24, J975 ( прототип),

   fW