SU934457A1 - Регул тор температуры - Google Patents

Description

СБ) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относитс  к автоматй ке дл  регулировани  неэлектрических величин, в частности дл  поддержани  адиабатического режима в низкотемпературных адиабатических калориметрах .

Известен регул тор.температуры, содержащий последовательно соединенные датчик температуры и задатчик программы, выходы которых соединены со входами фотоэлектрического усилител , выходом подключённого к одному входу блока управлени  нагревателем , ко второму входу которого подключен запоминающий блок, к которому подключены последовательно соединенные ключ, интегратор и пороговое устройство,Выход блока управлени  нагревателем подключен к нагревателю , который, в свою очередь, воздействует на датчик температуры Г ilj.

Однако этот регул тор облада-. ет недостаточно широким диапазоном, изменени  посто нной интегрировани 

и низкой помехоустойчивостью, так как он представл ет собой непрерывную (аналоговую) систему регулировани . Кроме того, отсутствие дифференцирующего канала не позвол ет добитьс  статической и динамической погрешностей, близких к минимально возможным.

Claims (2)

1. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  электронный цифровой регул тор температуры дл  предварительного тёрмостатировани  теплоносител  в прецизионной калЬриметрии, содержащий измерительную мостовую схему, в одно плечо которой включен дат-, чик температуры, а в другое - задатчик , причем измерительна  мостова  схема подключена к усилителю посто нного тока, выход которого соединен с фазовым анализатором и делителем частоты тактовых импульсов, второй вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, выход 9 делител  соединен с вторым входом фазового аРолизатора, последовательно соединенного с реверсивным счетчиком , цифро-аналоговым преобразователем и усилителем мощности, последовательно соединенным с объектом регулировани , содержащим нагреватель и охладитель 2. В данном регул торе не достигаетс  точное регулирование из-за отсутстви  дифференциальной компоненты , котора  осуществл ет регулирование в высокочастотной области спектра входного сигнала, что приводит к значительным статическим и динамическим погрешност м, невысокой устойчивости работы системы регулировани  и точности, кроме того, вре м  переходных процессов значительно Цель изобретени  - повышение точности регул тора. .Поставленна  цель достигаетс  тем, что регул тор температуры, содержащий последовательно соединенные элемент сравнени , к входам кото рого подключены датчик и задатчик температуры, гальванометр, блок упра влени , делитель частоты тактовых импульсов, ко второму входу которого подключен первый выход генерато ра тактовых импульсов, фазовый анализатор , другим входом св занный со вторым выходом блока управлени , и реверсивный счетчик, а также включенные последовательно цифро-аналоговый преобразователь, усилитель мощности и исполнительный элемент,со держит подключенные ко второму выходу генератора тактовых импульсов и включенные последовательно первый ключевой элемент,двоичный счетчик, второй ключевой элемент и сумматор, .другой вход «оторого св зан с выходо реверсивного счетчика, причем второй и третий входы первого ключевого элемента подключены к третьему и Четвертому, а второй и третий входы второгог-ключевого элемента - к п то му и шестому выходам блока управлени . На чертеже представлена структур на  схема регул тора температуры. Регул тор содержит датчик 1 температуры , задатчик 2 температуры, элемент 3 сравнени  и гальванометр с установленным на его шкале фрто приемниками. Число фотоприемников зависит от требуемой точности регу4 лировани . Применение такого гальва-1 нометра позвол ет выполнить дифференцирующий канал в цифровой форме. Кроме того, регул тор температуры содержит блок 5 управлени , предназначенный дл  управлени  работой каналов регулировани  и представл ющий собой набор ключей, счетчиков и схем И, срабатывающих по сигналам , приход щим от фотоприемников, генератор 6 тактовых импульсов, первый ключевой элемент 7 (предназначен дл  запуска счетчика дифференцицирующего канала в момент засветки первого фотоприемника и выключаетс  во врем  по влени  сигналов от последующих фотоприемников) , делитель 8 частоты тактовых импульсов, двоичный счетчик 9, второй ключевой элемент 10, фазовый анализатор 11, реверсивный счетчик 12, сумматор 13, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) Ц, усилитель 15 мощности и исполнительный элемент 16, установленный на объекте регулировани . В регул торе температуры датчик 1 температуры и задатчик 2 температуры выходами соединены со входами элемента 3 сравнени  , выход которого соединен со входом гальванометра . Выходы гальванометра соединены с блоком 5 управлени . Сигналы с генератора 6 тактовых импульсов поступают на входы первого ключевого элемента 7 и делител  8 частоты тактовых импульсов, последовательно соединенные первый ключевой элемент 7,, двоичный счетчик 9, второй ключевой элемент 10 представл ет собой дифференцирующий канал. Последовательно соединенные, делитель 8, фазовый анализатор 11, реверсивный счетчик 12 представл ют собой интегрирующий канал. Далее сигналы со второго клю чевого элемента 10 и реверсивного счетчика 12 поступают на сумматор 13. Выход сумматора 13 соединен ро входом ЦАП 1. Выход ЦАП И - со входом усилител  15 мощности, выход которого подключен к исполнительному элементу 16, установленному на объекте регулировани , который, в свою очередь, соединен с датчиком 1 температуры. Регул тор температуры работает следующим образом. Сигнал с датчика 1 температуры вычитаетс  из сигнала задатчика 2 темтепературы в элемент 3 сравнени . 5, (сигнал рассогласовани  их разность подаетс  на гальванометр k с установленными на его шкале фотоприемниками , работающий в режиме высокочувствительного нуль-инДикатора. Сигналы с выходов фотоприемников гальванометра k через блок 5 управлени  управл ют работой первого 7 и второго 10 ключевых элеметов, делител  8 частоты тактовых импульсов и фазового анализатора 11. При срабатывании первого фотоприемника открываютс  первый 7 и второй 10 ключевые элементы, разреша  поступление импульсов от генератора 6 на двоичный счетчик 9. При прохождении л чом гальванометра второго фотоприем ника первый ключевой элемент 7 закры ваетс . Таким образом, в счетчик 9 записано число импульсов, эквивалентное скорости прохождени  луча от первого фотоприемника до второго или пропорциональное скорости изменени  сигнала разности между датчиком 1 температуры и задатчиком температуры
2. 2. Сигнал со счетчика 9 через второй ключевой элемент 10 поступает на первый вход сумматора 13. На второй вход сумматора 13 поступает сигнал с реверсивного счетчика 12, Коли чество импульсов, записанных в счетчик 9, эквивалентно величине сигнала разности между датчиком 1 температуры и задатчиком 2 температуры. Тактовые импульсы генератора 6 через делитель 8 частоты тактовых импульсов подаютс  на фазовый анализа тор 11, Фазовый анализатор 11 по ко мандам , поступающим с блока 5 управлени , определ ет направление изменени  сигнала разности между датчи ком 1 температуры и задатчиком 2 те пературы. Если сигнал разности возрастает , импульсы с генератора через делитель 8 и фазовый анализатор поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 12, При уменьшении сигнала разности фазовый анализатор 11 направл ет эти импульсы на вычитающий вход реверсивного счетчика 12 Сумматор 13 служит дл  объединени  сигналов, поступающих от дифференцирующего и интегрирующего .каналов. Сигнал с выхода сумматора 13 поступает на ЦАП 1, который через уси литель 15 мощности воздействует на исполнительный элемент 16. 76 Наличие в устройстве дифференцирующего звена, состо щего из первого элемента, счетчика 9 и второго элемента, позвол ет полнее- решить задачу оптимального регулировани , т.е, ПИД-регулировани . В. цел х минимизации статических и динамических погрешностей применена ПИД-зависимость обработки информации от рассогласовани  , Причем ПИД-закон регулировани  осуществлен в цифровой форме. Использование гальванометра с установленными на его шкале фотоприемниками позвол ет достаточно просто пополучить сигнал, пропорциональный . скорости изменени  сигнала рассогласовани , так как скорость луча гальванометра пропорциональна скорости изменени  сигнала рассогласовани . Скорость же луча гальванометра обратно пропорциональна интервалу времени между срабатыванием первого и вто рого фотоприемников на шкале гальванометра . Формула изобретени  Регул тор температуры, содержащий последовательно соединенные элемент сравнени , к входам которого подключены датчик и задатчик температуры, гальванометр, блок управлени  , делитель частоты тактовых импульсов, ко второму входу которого подключен первый выход генератора тактовых импульсов, фазовый анализатор, другим входом св занный |Со вторым выходом блока управлени , и реверсивнй счетчик, а также вклю ченные последовательно цифро-аналоговый преобразователь, усилитель мощности и исполнительный элемент, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности , он содержит подключенные ко второму выхог ду генератора тактовых импульсов и включенные последовательно первый ключевой элемент, двоичный счетчик, вторбй ключевой элемент и сумматор, другой вход которого св зан с выходом реверсивного счетчика, причем второй и третий входы первого ключевого элемента подключены к третьему и четвертому, а второй и третий входы второго ключевого элемента - к п тому и шестому выходам блока уп равлени .

   7 8

   Источники информации,, ; 2. Паутов Г. А. Электронный цифприн тые во внимание при экспертизеровой регул тор температуры.- Жур1 . Авторское свидетельство СССРнал физическа  хими , т. 1,1977,

   № 5383«9, кл. G 05 D.23/22, 1973.вып.6, сЛ552-1553, рис.1 (прототип).