SU1429095A1 - Устройство дл регулировани температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике , в частности к устройствам тер- мостатировани  объектов с малым временем выхода на режим. Целью изобретени   вл етс  повьшение точности устройства дл  регулировани  температур . Устройство содержит основной и форсирующий нагреватели, управл емые через соответствующие исполнительные элементы двум  компараторами с общим входом, и обеспечивает повьшение точности за счет формировани  входного сигнала компараторов суммирующим интегратором, первый вход которого подключен к выходу фазочувствительного вьшр мител , второй - к вьпсоду диодно-резистив- ной цепи обратной св зи, третий - выходу делител  напр жени , а четвертый - к выходу формировател  импульсов . При этом измерительный сигнал переменного напр жени  подаетс  от соответствующего источника на входы термочувствительного моста, формировател  импульсов и один из входов фазочувствительного выпр мител , другой вход которого соединен с выходом усилител , вход которого св зан с выходом моста. 1 ил. (О (Л

Description

Изобретение относитс  к области :автоматического регулировани , в частности к регулированию температу- ры объектов автоматики с малым вре- менем выхода в режим статировани . ; Целью изобретени   вл етс  повышение точности.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит основной 1 и форсирующий 2 нагреватели, подключенные через первый и второй исполнительные элементы 3 и 4 к двухмерному источнику 5 питани  со средней шиной, термочувствительный мост 6, подключенный выходом к ус$шителю 7, а входом - к источнику 8 переменного напр жени , кроме того, к нему подключены управл ющий входфазочув- ствительного вьтр мител  9 и вход формировател  10 импульсов. Вход фазочувствителького вьтр мител  9 подключен к выходу усилител  8, а выход - к первому входу суммирую- |щего интегратора 11, второй вхпд которого соединен с диодно-резистив- ной цепью 12 обратной св зи, третий :вход интегратора 1 1 подключен к делителю 13 напр жени , а четвертый вход интегратора 11 подключен к формирователю 10 импульсов. Выход интегратора подключен к объединенным входам первого и второго компарато- ров 14 и 15, первый компаратор 14 вьтолнен на разомкнутом операцион- ;ном усилителе 16, выкод которого под |ключен к управл ющему входу испол- :нительного элемента 3, второй компаратор 15 вьтолнен на операционном усилителе. 17 е положительной о брат- ной св зью на резистивном делителе 18, а выход операционного усилител  17 подключен к управл ющему входу второго исполнительного элемента 4, цепь 12 обратной св зи содержит диод 19 и резистор 20.

Нагреватели и термочувствительный мосты помещены в термокамеру 21

Устройство работает следующим образом .

В момент включени  температура в камере значительно ниже требуемой, термочувствительный мост 6 разбалан- сирован. На выходе измерительной диагонали моста присутствует большое переменное напр жение. Это напр жение усиливаетс  усилителем 7, а фазо чувствительным вьшр мителем 9 преоб0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

разуетс  в посто нное положительное напр жение. Величина этого положительного напр жени  по модулю значительно больше суммы отрицательного напр жени  на выходе делител  13 напр жени  и треугольного напр жени , выра- батаьшаемого интегратором 11 из меандра , поступающего с формировател  10 импульсов. Интегратор И находитс  в насьпденном состо нии, на выходе которого присутствует отрицательное напр жение, величина которого близка к напр жению источника питани . Это напр жение поступает на инверти- р ующий вход разомкнутого операционного усилител  16 первого компаратора 14. На выходе компаратора 14 вырабатываетс  положительное напр жение , которое открывает первый исполнительный элемент 3 и через основной нагреватель 1 течет ток в направлении: нагреватель 1, первый исполнительный элемент 3, источник 5 питани . Напр жение с нагревател  1 через цепь 12 обратной св зи на вход интегратора не поступает.

Одновременно с этим отрицательное напр жение с выхода интегратора 1 1 поступает на вход второго компаратора 15, на выходе которого также устанавливаетс  положительное напр жение , которое открьшает второй исполнительный элемент 4 и через форсирующий нагреватель 2 течет ток в направлении: нагреватель 2, исполнительный элемент 4, источник 5 питани .

Температура в камере 21 быстро по- вьшаетс . На измерительной диагонали моста 6 напр жение уменьшаетс , соответственно уменьшаетс  напр жение на выходе усилител  7 и па выходе фазо- чувствительного вьтр мител  9. Напр жение на выходе интегратора 1 также уменьшаетс , но через нагреватель 1 и 2 продолжает течь ток, до тех пор, пока напр жение на выходе фазочувст- вительного вьтр мител  не сравн етс  с размахом треугольного напр жени . Как только напр жение на выходе фазо- .чувствительного выпр мител  станет меньше размаха треугольного напр жени , напр жение на выходе интегратора 1 выходит из отрицательной области и частично переходит среднюю шину. На выходе разомкнутого усилител  16 компаратора 14 устанавливаютс  положительные импульсы в моменты перехода треугольного напр жени 

через нулевую линию. Длительность этих импульсов пропорциональна величине сигнала рассогласовани  на выходе моста 6, Часть этих импульсов через цепь 12 обратной св зи поступает на второй вход интегратора 1, уменьша  изменение тока в основном нагревателе 1 при изменении напр жени  источника 5 питани .

Второй компаратор 15 остаетс  в первоначальном положении, ток череэ форсирующий нагреватель 2 продолжает течь.

Температура в камере 21 продолжает быстро расти. Напр жение рассогласовани  на выходе моста 6 уменьшаетс , треугольное напр жение на выходе интегратора 1 1 под действием напр жени  с вькода фазочувстви;тель- ного выпр мител  9 продолжает переходить в положительную область, длительность импульсов на выходе ком- паратора 14 уменьшаетс  и соответствующий ток в основном нагревателе также уменьшаетс , но температура в камере 21 продолжает расти, так как ток через форсирующий нагреватель 2 продолжает течь. По мере приближени , температуры в камере к заданной , напр жение на выходе моста 6 стремитс  к нулю, соответственно напр жение на выходе фазочувствитель- ного вьтр мител  9 также стремитс  к нулю, треугольное напр жение на выходе интегратора 11 переходит в положительную область из-за вли ни  напр жени  делител  13 и на выходе компаратора 14 формируютс  короткие положительные импульсы, которые от-- пирают исполнительный элемент 3 и через основной нагреватель 1 протекают короткие импульсы тока. При этом второй компаратор 15 находитс  в прежнем положении и через форсирующий нагреватель 2 продолжает течь ток. Температура в камере продолжает расти и становитс  выше заданной. На выходе моста 6 фаза сигнала мен етс  на противоположную, усиливаетс  усилителем 7, на выходе фазочувствитель- ного выпр мител  9 пол рность сигнала мен етс  на противоположную. Сумма напр жений, поступающих с делител  13 напр жени  на трети вход сум- миру ощего интегратора 11 и на его первый вход, становитс : больше чем размах треугольного напр жени , напр жение на выходе интегратора пере

29095

в nojio V TenbH To область, на выходе первого компаратора 14 устанавливаетс  отрицательное напр же ние, исполнительный элемент 4 закрываетс  и ток через основной нагреватель 1 на течет. Конденсатор интегратора 1I быстро зар жаетс  и напр жение на выходе интегратора 1 1 стре10 митс  к плюсу источника питани . Как только положительное напр жение на выходе интегратора 1 больше, чем напр жение обратной св зи, сн1 маемое с делител  18 операционного усилите15 л  17 второго компаратора устройства 15, н апр жение на его выходе мен етс  на противоположное и второй исполнительный элемент 4 закрываетс . Ток через форсирующий нагреватель 2 пре20 кращаетс . Б данный момент времени токи через основной и форсирующий нагреватели не протекают. Объект начинает остывать. Напр жение на выходе моста 6 уменьшаетс , соответственно

25 уменьшаетс  и напр жение на выходе фазочувствительного выпр мител  9, поступающего на первый вход интегратора 11. Положительное напр жение на выходе интегратора 11 уменьшаетс ,

3d на исполнительные элементы 3 и 4 продолжают быть запертыми.

Температура в камере продолжает приближатьс  к заданной и как только достигнет ее, то на выходе моста 6

35 напр жение будет равно нулю. Соответственно нулю будет равно и напр жение на выходе фазочувствительного выпр мител  9. На выходе интегратора 11 устанавливаетс  треуголь40 ное напр жение, которое находитс  в положительной области за счет действи  напр жени  с делител  13 напр жени . При дальнейшем остывании камеры 21 напр жение на выходе термо45 чувствительного моста 6 мен ет фазу на обратную, усиливаетс  усилителем 7 и преобразуетс  в положительное фазочувствительным выпр мителем 9. Часть треугольного напр жени  на вы50 ходе интегратора 11 переходит в отрицательную область и на вькоде разомкнутого операционного усилител  16 первого компаратора 14 в моменты перехода треугольного напр жени  через

55 нулевую шину вырабатьшаютс  пр моугольные импульсы. Длительность этих импульсов пропорциональна напр жению рассогласовани  моста 7 и через основной нагреватель 1 протекают импульсы тока, поддержива  заданную те пературу в камере 21 .

Второй компаратор 15 переходит в

:обратное состо ние только тогда, когда интегратор 11 переходит в об-

;ласть больших отрицательных напр же- жений, близких к напр жению насьпце- ни  и определ етс  отношением резис:торов делител  18.

Таким образом, предлагаемое уст- ройство отличаетс  от известного, поскольку без увеличени  времени выхода на рабочий режим работы повышаетс  точность поддержани  температуры

Claims (1)

1. |Формула изобретени 

   Устройство дл  регулировани  температуры , содержащее последовательно соединенные термочувствительный мост и ускпитель, последовательно ;соединенные первьм компаратор, пер- |вый исполнительный элемент и основ- ;ной нагреватель, а также последова- |тельно соединенные второй компара

   ;тор, второй исполнительный ,элемент

   ;и форсирующий нагреватель, двухпол р- ;ньм источник питани  со средней шинной , причем входы компараторов сое- |динены между собой, а нагреватели |св заны с одной из шин источника пи- тани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, уст5

   5

   0

   5

   ройство содержит источник переменного напр жени , формирователь импул 1- сов, фазочувствительньгй выпр митель , суммирующий интегратор, диод- но-резистивную цепь обратной св зи и делитель напр жени , причем выход источника переменного напр жени  подключен к входу термочувствитель- го моста, входу формировател  импульсов и одному из входов фазочув- ствительного выпр мител , другой вход которого соединен с выходом усилител , один из электродов диода диод- но-резистивной цепи обратной св зи соединен с выходом первого исполнительного элемента, а другой электрод диода через резистор диодно-резистив- ной цепи обратной св зи соединен со средней шиной двухпол рного источника питани , св занной через делитель напр жени  с другой шиной двухпол рного источника питани , первый, второй , третий и четвертый входы суммирующего интегратора соответственно подключены к выходу фазочувст- вительного выпр мител , другому электроду диода диодно-резистивной цепи обратной св зи, выходу делител  напр жени  и выходу формировател  импульсов , а выход суммирующего интегратора соединен с входами компараторов .

   «

   4сэ1и 3ч