SU881700A1 - Устройство дл регулировани температуры - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к системам регулировани  неэлектрических величин , в частности к регулированию температуры по программе с использованием электрических средств и может быть использовано, например, в установках нагрева дл  проведени  металлургических , процессов, в аппаратуре дл  моделировани  термической операции , позвол ющей следить за характером протекающих- в сплаве фазовых превращений. Известно устройство регулировани  температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные к терморегул тору. В качестве датчика температуры в устройстве использован термометр сопротивлени , выходна  ЭДС которого имеет параболическую зависимость от температуры. Программный задатчик температуры, выполненный в виде генераторов, основного и вспомогательного преобразо вателей число импульсов - напр жение входы которых соответственно подключены к выходам генераторов с управл  емой И неуправл емой частотой, а выход вспомогательного преобразовател  подключен ко входу генератора с управл емой частотой импульсов, обеспечивает .сигнал задани  тепмературного хода также по параболическому, закону, чтб позвол ет обеспечить строго линейное изменение температуры электропечи 1. Однако известное решение не может быть применено в устройствах регулировани , использующих в качестве датчиков температуры термопару, обеспечивающую закон изменени  температуры, близкий к линейному. Кроме того, известное устройство имеет ограниченный диапазон регулировани  температуры (до 500 ° С), так как в качестве датчика используетс  термометр сопротивлени . Из известных решений наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, которое предназначено дл  управлени  линейным температурным режимом объектов электрического нагревани  по заданной программе. Устройство одер-; , жит датчики температуры - термопары, включенные дифференциально, блок управлени , исполнительный элемент, задатчик , генератор импульсов, усилитель , модул тор. Программный темпе

ратурный режим осуществл етс  задатчиком . Задание программы производитс  изменением частоты импульсного генератора , который св зан с одним из входов модул тора. На второй вход модул тора поступает сигнал от датчика температуры. На модул торе происходит коррекци  длительности импульсов , подаваемых на задатчик, завис ща  от сигнала термопары. Устройство позвол ет повысить точность регулировани  2 .

Однако данное устройство имеет ограниченные функциональные возможности из-за применени  однотипных датчиков температуры, В качестве датчиков температуры в устройстве используютс  термопары и не могут быть использованы термометры сопротивлени  .

Цель изобретени  - расширение области применени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  регулировани  температуры содержит задатчик, 1енератор импульсов и последовательно соединенные датчик, блок управлени  и исполнительный элемент, содержит последовательно соединенные пороговый элемент и реверсивный счетчик, а также инвертор, вход которого соединен с выходом порогового элемента, выход - с инверсным входом реверсивного счетчика, к счетному входу которого подключен выход; генератора импульсов , входы rtopoiOBoro элемента св заны с выходами датчика и задатчика соответственно, а выход реверсивного счетчика - со вторым входом блока управлени .

При этом блок управлени  содержит последовательно соединенные усилитель , аналого-цифровой преобразователь , цифровой компаратор и двухпозиционный регул тор, причем выход блока управлени  св зан с выходом двухпозиционного регул тора, первый вход - со входом усилител , второй вход - со вторым выходом цифрового компаратора.

Благодар  введению порогового элемента , подключенного к датчику и задатчику инвертора и реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с генератором импульсов, управл ющие входы пр мой и инверсный со ответственно соединены с выходом порогового элемента непосредственно и через инвертор, а выход подключен к блоку управлени . Устройство дл  регулировани  температуры может быть использовано с любым датчиком температуры . Блок управлени  в предложенном устройстве выполнен из цифрового компаратора, входы которого соединены с выходом реверсивного счетчика и выходом аналого-цифрового преобразовател , подключенного к датчику

температуры через усилитель, а выход - к исполнительному элементу че рез двухпозиционный регул тор.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит объект 1 регулировани , датчик 2 температуры, подключенный к объекту 1, трехдекадный задатчик 3 температуры, генератор импульсов 4, пороговый элемент 5 инверторы б, реверсивной счетчик 7. Пороговый элемент 5 входами подключен к датчику 2 и трехдекадному зада тчику 3 температуры, а выходом к управл ющим входам реверсивного счетчика 7 непосредственно и через инвертор 6. Счетный вход счетчика 7 подключен к генератору импульсов 4, а выход - к цифровому компаратору 8 блока управлени  9. Другой вход компаратора 8 подключен к датчику 2 температуры через последовательно соединенные усилитель 10 и аналого-цифровой преобразователь 11. К выходу компаратора 8 подключен двухпозиционный регул тор 12, выход которого соединен с исполнительным элементом 13 управлени  объектом 1.

Устройство работает следующим образом.

При отличии температуры, измер емой датчиком 2, от программы, заданной задатчикоМ 3, пороговый элемент 5 вырабатывает сигнал управлени  реверсивным счетчиком 7 на сложение, когда уровень сигнала задатчика 3, поступающего на вход порогового элемента 5, больше уровн  сигнала с датчика 2 температуры, поступающего на второй вход порогового элемента 5. При этом управл ющий сигнал подаетс  с выхода порогового элемента 5 на вход реверсивного счетчика 7 через инвертор 6. При равенстве уровней сигналов датчика 2 и задатчика 3 происходит переключение управл ющих входов реверсивного счетчика 7. В том случае, когда уровень сигнала задатчика 3 меньше уровн  сигнала с датчика 2, пороговый элемент 5 вырабатывает сигнал управлени  реверсивным счетчиком 7 на вычитание, который подаетс  непосредственно на вход счетчика 7. На счетный вход реверсивного счетчика 7 поступают импульсы с выхода генератора 4. На выходе счетчик 7 получаетс  цифровой двоично-дес тичный код, который характеризует программу регулировани  температуры. Закон программного регулировани  температуры определ етс  частотой следовани  импульсов генератора 4. Выполнение задатчика 3 трехдекадным позвол ет задавать любую температуру в интервале 20-1000°С с дискретностью . Цифровой код, соответствующий заданной температуре, с выхода счетчика 7 поступает на один из входов цифрового компаратора 8 блока

управлени  9. Измеренный датчиком Т сигнал усиливаетс  усилителем 10 и преобразуетс  аналого-цифровым преобразователем 11 в цифровой код, который поступает на другой вход цифрового компаратора 8. Компаратор 8 производит.сравнение вьш еуказанных кодов и вырабатывает сигналы Больше (Б), Меньше С М ), Равно (). В зависимости от того или иного сигнала срабатывает двухпозиционный регул тор 12, имеющий П, ПД, ПиД законы регулировани . Выходной сигнал двухпозиционного регул тора 12 используетс  дл  управлени  работой исполнительного элемента 13 нагревани  (охлаждени ) объекта 1.

Предложенное устройство обеспечивает соответствие температурных характеристик датчика и задатчика, что делает его работоспособным с любым типом датчика и позвол ет расширить функциональные возможности всего устройства.

Устройство дл  регулировани  температуры электропечи обладает р дом достоинств, а именно позвол ет осуществить программное регулирование температуры в широком диапазоне скоростей . Закон регулировани  может быть как линейным, что необходимо при количественном исследовании сплавов магнитным методом, так и любым другим, что требуетс  в р де случаев в практике заводских лабораторий. Устройство позвол ет с высокой степенью дискретности, равной 1°С задавать любую температуру от комнатной до 1000°С в объеме печи. Устройство реализуетс  на стандартных радиоэлектронных элементах и приборах, выпускаемых промышленностью.

Claims (2)

1.Устройство дл  регулировани  температуры, содержащее задатчик, генератор импульсов и последовательно соединенные датчик, блок управлени 

и исполнительный элемент, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени , оно

0 содержит последовательно соединенные пороговой элемент и реверсивный счет чик, а также инвертор, вход которого соединен с выходом порогового элемента , выход - с инверсным входом ревер5 сивного счетчика, к счетному входу которого подключен выход генератора импульсов, входы порогового элемента св заны с выходами датчика и задатчика соответственно, а выход реверсив0 ного счетчика - со вторым входом блока управлени .

2.Устройство по п. 1, отличаю ш. е е с   тем, что блок управлени  содержит последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой

5 преобразователь, цифровой компаратор и двухпозидионный регул тор, причем выход блока управлени  св зан с выходом двухпозиционного регул тора, первый вход - со входом усилител ,

0 второй - со вторым входом цифрового компаратора.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

5 № 387346, кл. G 05 D 23/19, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 533920, кл. G 05 D 23/22, 1976 (прототип).