SU926632A2 - Устройство дл регулировани температуры - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию и может быть испольэовано дл  автоматического поддержани  температуры различ-ных of KTf.,B, содержащих электронагревательные элементы.

По основному авт.св. №486306 известно устройство дл  регулировани  температуры, содержащее задатчик и датчик температуры, усилитель посто нного тока, первый вход которого соединен с задатчиком, а вто-/ рой - с датчиком температуры, исполнительный элемент, в качестве которого може:т, в Частности, использоватьс  симистор, включенный последовательно с нагревательным элементом в цепь источника переменного тока tl} .

Данное устройство имеет пониженную надежность в св зи с возникновением посто нной составл ющей тока через источник переменного тока при температурах, близких к заданной

когда симистор переходит в режим импульсного включени . Это обусловлено различной чувствительностью симистора к току управлени  при положительной и отрицательной полуволнах напр жени  источника питани , привод щей к неодинаковым углам включени  симистора в разные полупериоды при одном и том же токе управлени . По вление посто нной

10 составл ющей тока через источник переменного тока приводит к перегрузке последнего и, следовательно, снижает надежность устройств.

Цель изобретени  - повышение наts дежности устройства за счет уменьшени  посто нной составл ющей тока через источник переменного тока при температурах, близких к заданной.

Указанна  цель достигаетс  тем,

что устройство регулировани  температуры при-использовании в качестве исполнительного элемента симистора додержит включенные последовательно

RS-триггер и первый формирователь импульсов управлени , а также включенные последовательно между выходом первого формировател  -импульсов управлени  и первым входом RS-триггера триггер со сметным входом и второй формирователь импульсов управлени , причем второй вход RS-триггера соединен с выходом усилител  посто нного тока, выход первого формировател  импульсов управлени  св зан с управл ющим электродом симистора , а второй вход - с одним из выводов нагревател .

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пример блок-схемы первого формировател  импульсов; на фиг. 3 эпюры, по сн ющие работу устройства

Устройство (фиг.1) содержит задатчик 1 и датчик 2 температуры, усилитель 3 посто нного тока, первый вход которого соединен с задатчиком 1 температуры , а второй - с датчиком 2 температуры, усилитель k мощности, симистор 5) включенный последовательно с нагревательным элементом 6, подключенным к зажиму 7 источника переменного тока, управл ющий вход симистора 5 соединен с выходом усилител  4, RS-триггер 8, первый формирователь 9 импульсов, триггер 10 со счетным входом и второй формирователь 11 импульсов. S-вход RS-триггера 8 соединен с выходом усилител  3 посто нного тока, а пр мой выход с первым входом первого формировател  9 импульсрё, второй вход которого соединен с шиной 7 источника переменного тока, выход первого формировател  9 импульсов подключен ко входу усилител  и входу триггера 10 со счетным входом, пр мой выход триггера соединен со входом второго формировател  11 импульсов, выход которого подключен к R-входу RSтриггера 8.

Задатчик 1 температуры может быт. выполнен на базе потенциометра, заптанного от источника посто нного тока, В качестве датчика 2 температуры может использоватьс  термопара Усилитель 3 посто нного тока может быть выполнен на базе стандартного операционного усилител . Усилитель 4 мощности может быть построен на согласующем транзисторном каскаде, КЯ-т|уиггер 8 и триггер 10 - стандартные элементы., например, серийные интегральные микросхемы типа К155ТМ2 бКО..006 ТУ и К155ТМ2 бКО..006 ТУ соответственно. Второй формирователь 11 импульсов может быть реализован на основе ждущего мультивибратора.

Первый формирователь.9 импульсов (фиг.2) содержит формирователь 12

пр моугольных сигналов. Формирователь 13 импульсов от переднего и заднего фронтов сигнала, элемент 2И 1 и ждущий мультивибратор 15. Вход формировател  12 пр моугольных сигналов соединен с шиной 7 источника переменного тока, а выход - со входом формировател  импульсов 13. Выход формировател  13 импульсов соединен с первым входом элемента 2И k, второй вход которого соединен с пр мым выходом RS-триггера 8, а выход - со входом ждущего мультивибратора 15. Выход ждущего мультивибратора 1 5 подключен ко входу усилител  и входу счетного триггера 10.Формирователь 12 пр моугольных сигналов может быть выполнен на базе стандартного операционного усилител , переключающегос  при переходе входного синусоидального

сигнала через нуль. Элемент 2И 14 стандартный логический элемент, например , серийна  интегральна  микросхема типа К155ЛИ1 6..006 ТУ.

Устройство работает следующим образом .

Сигналы с 1 задатчика температуры (фиг.3с(, I) и с датчика 2 температуры Сфиг.3с(, il) поступают на входы

усилител  3 посто нного тока, который осуществл ет сравнение входных сигналов и усиление разностного сигнала до величины (фиг.Зб), необходимой дл  управлени  RS-триггером

8 по его S-входу.

При температуре объекта регулировани , существенно меньшей по сравнению с заданной, что, например, имеет место в начале работы устройства при .его включении, разностный сигнал вызывает по вление на выходе усилител  3 сигнала, соответствующе; го уровню логического О по отношению к S-входу RS-тpигl-epa 8. Этот

сигнал обеспечивает переключение RS-триггера 8 в единичное состо ние. Единичный сигнал (фиг.Зб) на пр мом выходе RS-триггера 8 разрешает

запуск симистора 5 импульсами (фиг.Зг), вырабатываемыми первым формирователем 9 импульсов при каждом переходе через нуль синусоидального напр жени  (фиг.ЗЭ) источника переменного тока и усиливаемыми усилителем k до уровн , достаточного дл  надежного включени  симистора 5 в начале каждого полупериода напр жени  питани . При этом к нагревательному элементу 6 прикладываетс  полное напр жение через шину 7 источника переменного тока.

Выходные импульсы (фиг.З ь) первого формировател  9 импульсов обеспечивают одновременно с запуском симистора 5 и запуск триггера 10. Каждый нечетный импульс на входе триггера 10 переключает последний из нулевого состо ни  в единичное (фиг.З б). Единичный сигнал на пр мом выходе триггера 10 не измен ет состо ние второго формировател  11 импульсов. Каждый четный импульс на входе триггера 10 переключает его из едини чного состо ни  в нуле вое. Отрицательным фронтом нулевого сигнала на пр мом выходе (фиг.Зв) триггера 10 осуществл етс  запуск ,второго формировател  импульсов 11, на выходе которого вырабатываетс  нулевой импульсный сигнал (фиг.З). прикладываемый к S-входу ИЗ-триггера 8. Этот сигнал не измен ет состо ние RS-триггера 8, пока на его S-входе действует нулевой потенциальный сигнал.

По мере повышени  температуры объекта регулировани  разностный сигнал уменьшаетс  и при температура близких к заданной, сигнал на выходе усилител  3 начинает возрастать вплоть до ограничени  на уровне, соответствующем максимальному значению логической 1 на S-входе RSтриггера 8. При переходе уровн  сигнала на выходе усилител  3 через границу между О и 1 прекращаетс  удержание RS-триггера 8 по 8-входу в единичном состо нии, в результате чего он опрокидываетс  в нулевое состо ние по R-входу очередным имг1ульсом с выхода второго формировател  11 импульсов.

В установившемс  режиме поддержание заданной температуры обеспечиваетс  путем апериодического включени  симистора 5. Причем независимо от продолжительности включени  симистор 5 всегда включаетс  в начале одного(нечетного - положительного или отрицательного) полупериода, а выключаетс  в конце другого (четного - соответственно отрицательного или положительного) полупериода напр жени  питани  (фиг.33). Включение симистора 5 в течение полного периода напр жени  питани  сопровождаетс  уменьшением до минимума посто нной составл ющей тока через источник переменного тока в процессе изменени  температуры во всем диапазоне регулировани  и, в частности, при температурах близких к заданной.

Вследствие этого надежность предлагаемого устройства оказываетс  выше по сравнению с известными устройствами .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 86306, кл. G 05 D 23/30, 30.09.75 (прототип),

11 и li 1 Г

ж WVA;

пппп

11IL

il ir 11

Фг/г. J ЧДДу