Регулятор температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИ ЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛИН(54)(57)РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий транзисторный датчик-нагреватель, источник питания, включенные последовательно источник опорно-..к го сигнала, пороговый элемент и генератор задающего тока, о т л и ч а ю-. щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содер" жит соединенные последовательно и подключенные выходом к второму .входу порогового элемента дифференциальный усилитель и сумматор, а также резистор, включенный между входами дифференциального усилителя, один из которых соединен с выходом генератора задающего тока,. а второй - с вторяк входом сумматора и базой транзисторного датчика-нагревателя, мя другими электродами подключе о полюсам источника питания. Ф еИзобретение относится к технике регулирования температуры и может быть использовано для стабилиэации температуры миниатюрных устройств различного назначения, в частности пьезокварцевых резонаторов.5Известны регулятора температуры, в которых датчиком температуры служит эмиттерно-базовый переход транзистор-. ного нагревателя. Регуляторы содер" жат последовательно соединенные ис" точник опорного сигнала, пороговый элемент, эмиттерный повторитель и транзистор-нагреватель 1 .Наличие эмиттерного повторителя и высокоомного токостабилизирующего 15 резистора в цепи эмиттера нагревателя приводит к потерям энергии Точность у этого регулятора низкая, так как напряжение на эмиттерно-базовом переходе транзистора зависит 2 О не только от температуры; но и от напряжения на коллекторно-базовом переходе.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор температуры, который содержит. последовательно соединенные источник опорного сигнала, генератор задающего тока, транзисторный датчик-нагреватель и пороговый элемент, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом и вхо-, ,цом генератора задающего тока, а второй вход соединен с источником опорного сигналаОднако такой регулятор имеет низкую точность, так как напряжение на . эмиттерно-базовом переходе датчика- нагревателя зависит не только от температуры, но и от управляющего воздействия, т.е. базового тока, 40Цель изобретения - повышение точности регулятораПоставленная цель достигается. тем, что регулятор температуры, содержащий транзисторный датчик-нагре ватель, источник питания, включен" ные последовательно источник опорного сигнала, пороговый элемент и генератор задающего тока, содержит соединенные последовательно и подключенные выходом к второму входу порогового элемента дифференциальный усилитель и сумматор, а также резистор включенный между входами дифференциального усилителя, один из кото рых соединен с выходом генератора задающего тока, а второй - с вторым входом сумматора и базой транзисторного датчика-нагревателя, двумя другими электродами подключенного к. полюсам источника питания.На резисторе выделяется напряжение, пропорциональное току базы .транзисторного.датчика"нагревателя. Это напряжение, инвертированное диф ференциальным усилителем и.суммиро ванное с эмиттерно-базовым напряже"нием, позволяет компенсировать зависимость последнего от тока базы,и выходное напряжение сумматора зависит только от температуры транзисторного датчика-нагревателя.На фиг. 1 приведена Функциональ"ная схема регулятора; на фиг. 2 -пример конкретной реализации.Регулятор температуры содержиттранзисторный датчик-нагреватель-.транзистор 1, сумматор 2 напряжений,источник 3 опорного сигнала, порого"вый элемент 4, генератор 5 задающеготока, резистор б, дифференциальныйусилитель 7, источник 8 питания,Регулятор температуры работаетследующим образом,Когда транзистор 1 нагрет дотребуемой температуры, напряжение наего эмиттерно-базовом переходе,прошедшее через сумматор 2, равнонапряжению источника 3 опорного сигнала. При этом пороГовый элемент 4закрыт, и генератор 5 задающего токавыдает в цепь базы транзистора 1,незначительный ток, необходимый дляработы в качестве датчика, но недостаточный для нагрева,При понижении температуры транзистора 1 ниже требуемой напряжение наэго эмиттерно-базовом переходе увеличивается, пороговый элемент 4открывается и генератор 5 задающеготока выдает в цепь базы транзистора1 ток, определяющий мощность разогрева.при увеличении базового тока транзистора 1 возрастает напряжение наего эмиттерно-базовом переходе. Дифференциальный усилитель 7 инвертирует приращение напряжения на резисторе б, обусловленное увеличением базового тока транзистора 1. При определенной величине усиления приращениенапряженияна выходе усилителя 7равно по величине и обратно по знакуприращению напряжения на эмиттернобазовом переходе транзистора 1.ивыходное напряжение сумматора 2 независит от тока базы, а определяется только температурой транзистора 1.На фиг. 1 приведена схема конкретной реализации регулятора температуры, Суьжатор 2 напряжений состоит из резисторов 9 и 10., Источник 3опорного сигнала представляет собойпараметрический стабилизатор напря-.жения с усилителем тока на транзисторе 11. Транзистор,12 стабилизируетток через стабилитроны 13 и 14,Пороговый элемент 4 (триггерШмитта) собран с применениеМ дифференциального усилителя, у котороговходным каскадом служит токовое зеркало на транзисторе 15 (усилительортона). усилитель охвачен положительной обратной связью через резис1020802 4 ставитель й. Зарубинхред К.Харитончик Корректор л. Бокюин ор Заказ 3895 40 Тираж 874 ВНИИПИ Государственног по делам Изобретений 113035, москва, Ж-В 5, РаПодписное комитета СССР и открытий ушская наб., д.и ая, 4 ул. Проек ент 1:,. г. Уж ал ПП 3тор 16. Резистор 17 регулирует порог, срабатывания триггера и служит для установки требуемой температуры нагрева.- Генератор 5 эадакщего тока обеспечивает.малый ток базы транзистора нагревателя с помощью резистора 18 Большой ток базы обеспечивает резис-. тор 19 включаемый транзистором 20.Диффереоциальный усилитель 7 име- ет. входной каскад - токовое зеркало на транзисторе 21. Регулировка усиления (уровня компенсации ошибки, датчика) осуществляется резистором22. На фнг. 2 также показаны.транзис-торы .23 (элемент 4) и 24 (усилитель7), резисторы 25.и 26 (элемент,4)и 27-29 (усилитель 7).5Регулятор температуры обеспечивает малую погрешность термостатирова"ния, не превышающую + 0,3 оС, а также имеет повышенную. надежность и поз".10 воляет резко уменьшить размера термостата в связи с исключением обмоткинагревателя и термореэистора