SU883880A1 - Регул тор температуры - Google Patents

Description

(54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

I

Изобретение относитс  к текнике ре- гупировани  температуры различных объектов , преимущественно инерционных.

Известные цвухпозиционные регул торы температуры, работающие по циклу - включено-выключено , а трекпозиционные по цикпу-больше-меньше. Вторые могут обеспечивать большую точность подцержани  температуры по сравнению с цвухпозици- онными. Преимуществом авухпозиционных регул торов  вл етс  сравнительна  простота устройства.

Известен цвухпозиционный регул тор, обеспечивающий лучшее качество регулировани  в сравнении с регул торами температуры без корректирующей обратной св зи и содержащий резистивный мост с термозависимым сопротивлением, источник питани  временного тока, подключенный к питающей диагонали моста, его измерит ельна  диагональ подключена через усилитель к выходному, реле, а также через последовательно соединенный переменный резистор и контакт выходного

реле- к точке соединению которых подключен исполнительный орган, соединена с источником питани  ij.

Недостатками такого регул тора  вл етс  жестка  корректирующа  обра-гаа  св зь, котора  не исчерпывает все возможности качественного регулировани  при переходных процессах и наличие контакта . выходного реле, который при большой частоте переключений (гфи качествен10 ном регулировании) коммутирует ток кор рекции и ток нагрузки и не может считатьс  высоконадежным элементом.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  регул 15 тор . обеспечивающий качественное регулирование температуры благодар  релейному характеру регулировани  с переменной скважностью включений регул тора и с гибкой обратной св зью. Регул тср со20 держит резистивный мост с тормозависимым сопротивлением, источник питани  переменного тока, подключенный к ющей диагонали моста, в измерительную диагональ которого включена двухканальна  схема управлени  триггером, включенным в цепь исполнительного органа , а каждый канал выполнен в виде последовательно подключенных в пор дке наименовани ; блока усилител - ограничител , генератора пилообразного напр жени  и формировател  импульсов запуска , причем, управл ющий вход генератора пилообразного напр жени  одного из каналов подключен через усилительдемодул тор к измерительной диагонали мост а . Недостатком известного регул тора  вл етс  сравнительно сложна  настройка усилител -демодул тора и генератора пилообразного напр жени , посредством которого .осуществл етс  широтное управление включений триггера по вертикальному способу. Параметры упом нутых генераторов в двух каналах должны быть 1-щ античны. Кроме того, сравнительно сложна  структура {большое количество элементов . в обоих какапах. управлени  не позвол ет нспользовагь регул тор, в р ау многочисленных случаев, где дополнительно предъ вл ютс  требовани  простоты устройства и регулировани . При этом качество регу лировани  цл  регулируемых -инерционных: объектов низкое. Цель изобретени - упрощение регул тора и ул шение качества регулировани  Указанна  цель достигаетс  тем, что . в регул тор температуры, содержащий измерительный мост с датчиком температуры , источник питани  переменного тока подключенный к питающей диагонали мост и дву.хканальный блок управлени  триггеро включены в цепь исполнитепьного органа, введен инвертор, вход которого подключен к выходу, триггера, а выход к измерительной диагонали моста, причем первый канал двухканального блока управлени  содержит последовательно соединенные фазочувствительный селектор, одновибратор и элемент ИЛИ, второй вход которого св за с выходом фазочувствительного селектора выходы которого соединены с измеритель ной диагональю моста, а выход элемента ИЛИ- с единичным входом триггера, второй канал управлени  содержит последовательно-соединенные диод и ключ, выз$.од которого соединен с нулевым входом триг« гера, а анод диода- с одним из выводов измерительной диагонали моста, причем управл ющий вход ключа соединен с единичным входом триггера. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого регул тора температуры; на фиг.2- диаграмма процесса регулировани  как в переходном режиме (при включении ), так и в режиме установившейс  температуры согласно температуре задани  -t эд . Регул тор содержит измерительный мост 1, в одно плечо которого включен датчик 2 температуры, а в другое- регул тор 3 задани  температуры, двухканальный блок управлени , в первом канале которого фазочувствительный:селектор 4 Входами подключен.к измерительной диагонали моста, а выходом- к входам элемента ИЛИ 5, к одному входу непосредственно , а к другому Входу- через одновибратор 6, -триггер 7,, единичным входом подключенный к выходу элемента ИЛИ 5, инвертор 8, входом подключенный к плечу триггера, а выходом- к Измерительной диагонали моста 1, котора  подключена также к последовательно соединенным во втором канале диоду 9 и ключу 10, выход которого подключен к нулевому входу триггера 7, а управл ющий вход объединен с выходом элемента ИЛИ, в плечо триггера 7 включен исполнительный орган 11,при этом триггер содержит тиристор 12,управл ющий электрод которого срединен с минусом источника питани  через резистор 13, транзистор 14. Регул тор работает следу«ощим образом. Пусть в пусковом режиме включен тиристор 12. Исполнительный орган 11 при этом оказываетс  под напр жением источника питани  за вычетом падени  напр жени  на открытом тиристоре 12. Нулевой потенциал преобразуетс  инвертором 8 в единичный, который передаетс  на измерительную диагональ моста 1, где суммируетс  с составл ющей напр жени  разбаланса измерительной диагонали моста, котора  с отсечкой отрицательной полуволны диодом 9 через ключ 10 воздей (ствует управл ющий электрод тиристора. 12. В начале переходного периода (при включении) напр жение разбаланса моста максимально. Суммиру сь с единичным потенциалом обратной св зи упом нутое напр жение интенсивно разогревает датчик 2 температуры, обеспечива  таким образом эффект упреждающего отключени  Исполнительного органа 11 (так как с более быстрым уменьшением сопротивлени  в случае нагрева мост 1 балансируетс  по измерительной диагонали быстрее, в сравнении со случаем, если ,. бы датчик температуры не нагревалс  (фиг.2, точка А). При достижении баланса моста 1 (при максимально разогретом термосопротивлении) и при последующем инерционном увеличении температуры на его измерительной диагонали после достижени  баланса О - О (фиг. 1) происходит переворот фазы и разбаланс моста снова начинает увеличиватьс . Переворот фазы (условно принимаем - + фаза) и увеличение-разбаланса от нулевого значени  баланса вызывает срабатывание фазочувствительного .селектора 4, (точка Б, фиг. 2) и срабатывание одновибратора 6 (фиг. 1), единичный импульс которого через первый вход элемента ИЛИ 5 поступает на ее выход и вызывает ключевую коммутацию (насыщение) транзистора 14 триггера 7, что выключает тиристор 12, благодар  отсосу тока через транзистор 14. Кроме, того, тиристор выключаетс  по причине запирани  ключа 1О от импульса одновибратора 6, что обеспечивает одновременное снижение потенциала управл ющего электрода тиристора 12 (токовую отсечку), ввиду запрета на ключ 10. Тиристор 12 в обесточенном состо нии и при нулевом потенциале на управл ющем / электроде надежно (по окончании импульса ) выключаетс , а транзистор 14 переходит из насыщенного состо ни , в режим линейного усилени  и обеспечивает прохождение через исполнительный орган 11 малого тока в соответствии с величиной сигнала разбаланса моста 1 (при + перевернутой фазе фиг.2). При этом фазочувствительный селектор через первый вход элемента ИЛИ поддерживает ток в нагрузке ниже расчетного. По инер ции обеспечиваетс  выход кривой темпе ратуры в зону выще температуры уставки с малым перерегулированием, вслец ствие упреждающего выключени  в резуль тате действи  максимальной, обратной св зи (разогрева датчика температуры). В процессе изменени  переходного периода на режим стабилизации имеют место процессы: с момента отключени  тиристора 12 и выхода транзистора 14 из зоны насыщени  по прекращении импульса одновибратора обратна  св зь, на гревающа  датчик 2 температуры перестает действовать, так как возникающий на аноде тиристора 12 при его отключеНИИ единичный потенциал передаетс  на измерительную диагональ моста 1 через инвертор 8 в виде нулевого потенциала, (что также обеспечивает закрытое состо ние тиристора 12). При увеличении разбаланса моста (БВ - крива  темпера- туры; фиг.2) ток транзистора увеличиваетс  с -увеличением разбаланса моста Крива  температуры объекта после выбега переместитс  вниз так как расчетное значение максимального тока коммутируемого транзистором, не компенснруёт тепловые потери. По достижешш точки В (зоны нечувствительности околобалансного состо ни ) уменьшающийс  в соответствии с уменьщением разбаланса моста транзистора Цр достигает нулевого значени . Обратна  св зь с момента выключени  тиристора отключена,, а сигнал разбаланса моста 1 не может включить тиристор 12 по управл ющему электрону, вслецствие закрытого состо ни  ключа 1О, так как с выхода элемента ИЛИ поступает сигнал запрета. По достижении баланса моста 1 в поо ледующем увеличении разбаланса 1фоис ходит переворот фазы на выходе измерительной диагонали моста 1 и фазочувствительный селектор 4 становитс  нечувствительным к изменению разбаланса, что снимает сигнал запрета с ключа 10 и предотвращает коммутацию транэис „ ., тора 14. Остывание терморезистора 2 в св зи с выключением обратной св зи с момента выключени  тиристора 12 (точка А, фнг.2) вызывает некоторое повышение его сопротивлени . Таким образом баланс моста О-О смещаетс  в сторону более высокой температуры (фиг2). При увеличении разбаланса на измерительной диагонали моста в точке Г при перевороте фазы, происходит включение тиристора 12 вьшр мленным током разбаланса моста 1 (при наличии высокого напр жени  на аноде тиристора 12).Крива  температуры начнет подниматьс . В точке по достижении баланса при + перевороте фазы, тиристор 14 вновь отключаетс  и 11роцесс повтор етс  с тем отличием от предыдущего, что каждое новое включевне- отключение тиристора сопровождаетс  изменением периода включени  tn так как разогрев - остываниео терморезистора от действи  оборотной св зи происходит при разных начальных услови х его состо ни  при изменении скважкости в пределах О К 1. Коммутаци  исполнительным органом 10 малых токов посредством транзистсра 14, которые возникают только при + перевороте фазы в соответствии с величиной раабаланса на измерительной диагонапи моста, и вследствие некоторой + компенсации потерь рассе ни  дополнительно сглаживают релейный характер регулировани  с переменной скважностью включени . Это эквивалентно упре ода о щему воздействию на объект регулировани  в области перерегул{гровани , когда вектор кривой температуры направлен вниз. В аналоговом изображении это эквивалентно подключению интегрирующего звена.

Таким образом, уменьшаетс  зона рыскани  и увеличиваетс  качество рен гулировани  и точность. Упрощаетс  настройка регул тора, котора  сводитс  в основном к тарировке терморезистора и разметке шкалы задани  переменного резистора в плече моста в соответствии с величиной тока поджига на управл ющем электроде конкретного тиристора. Предлагаемый регул тор температуры таюке отличаетс  от.известного по количеству использованных в его структуре элементов , и по сложности этик элементов,, и может быть отнесен к регул торам с измен ющейс  структурой: периодический характер подключени  обратной св зи с переменной скважностью, дополнительна  компенсаци  потерь тепла посредством коммутации транзистора в зависимости от амплитуды выбега с упреждающим воздействием в области уменьшени  кривой температуры объекта.

Таким образом, уменьшаетс  колебательность процесса регулировани  дл  объектов различной инерционности, что

существенно расшир ет область применени  регул тора„

формула-изобретени 

Регул тор температуры, содержащий измерительный мост с датчиком температуры , источник питани  переменного тока, подключенный к питающей диагонали моста и двухканальный блок управлени  триппером, включенным в цепь исполнительного органа, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  точности регул тора, он содержит инвертор,

s вход которого подключен к выходу триггера , а выход - к измерительной диагонали моста, причем первый канал двухкане ьного блока управлени  содержит последовательно соединенные фазочувствительный селектор, одновибратор и элемент ИЛИ, второй вход которого св зан с выходом фазочувствительного селектора, входы которого соединены с измерительной диагональю моста, а выход элемента ИЛИ- ;о единичным входом триггера, второй канал управлени  содержит последовательно- соединенные диод и ключ, выход которого соединен с нулевым входом триггера, а анод диода - с одним из.ды0 водов измерительной диагонали моста, причем управл ющий вход ключа соединен с единичным входом триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 463953, кл. QO5D 23/24, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

N 662918, кл. q05 D 23/24, 1978.

Claims (1)

1. Регулятор температуры, содержащий измерительный мост с датчиком температуры, источник питания переменного тока,

   10 подключенный к питающей диагонали моста и двухканальный блок управления триггером, включенным в цепь исполнительного органа, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения

   15 точности регулятора, он содержит инвертор, вход которого подключен к выходу триггера, а выход - к измерительной диагонали моста, причем первый канал двухканаяьного блока управления содержит ₂₀ последовательно соединенные фазочувствительный селектор, одновибратор и элемент ИЛИ, второй вход которого связан с выходом фазочувствительного селектора, входы которого соединены с измерительной ₂₅ диагональю моста, а выход элемента ИЛИ— :с единичным входом триггера, второй канал управления содержит последовательно- соединенные диод и ключ, выход которого соединен с нулевым входом ₃₀ триггера, а анод диода - с одним из.выводов измерительной диагонали моста, ‘ причем управляющий вход ключа соединен с единичным входом триггера.