Устройство для регулирования температуры инерционного объекта

АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ НИ А(71) Удмуртский государственный университет им. 50-летия СССР(56) 1. Патент Франции М 2285985,кл. 0 05 Р 23/22, 1976.2. Забогютцкий Г. А. и др. Устройство для программного регулирования температуры электропечи сопротивления УПРПриборы и системы управления, 1973,М 3, с, 23-24.., (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИНЕРЦИОННОГО ОБЪЕКТА, содержащее первую термопару, расположенную на инерционном объекте регулирования, и включен,ную последовательно с ней вторую термопару, теплоизолированную от обьекта регулирвания, а также включенные последовательно задатчик программы, эле-, мент сравнения, блок управления, усилитель мощности н нагреватель, расположенный в тепловом контакте с йнерционным объектом регулирования, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, между точкой соединения первой и второй термопар и вторым выводом второй термопары включены соединенные последовательно конденсатор и переменный резистор дифференции- а рующей пепи, причем подвижный контакт переменного резистора соединен с вторым вяодом элемента сравнения.1 10372Изобретение относится к технике автоматич еского регулирования температурыи может быть использовано совместнос извес гными терморегуляторами дляулучшения их параметров.Известны способ и устройство регулирования температуры печи, использующие два измерения температуры,одно из которых делается вблизи негсревательных элементов, а второе - вбли Ози обьекта регулирования. Причем, второеизмерение действует как коррекция перво,го, вызывая быстрое восстановление температуры обработки при смене объекта Г 11Реализация такого способа предпоолагает заметное усложнение блока управления, исключая использование стандарчных высокоточных регуляторов температур.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый датчик температуры, установленный на массивномобъекте регулирования, второй датчик,расположенный ближе к нагревателю, 25блок управления, сравниваюший суммарный сигнал с датчиков и сигнал с задающего блока, усилитель мощности, посигналам с блока управления регулирующий мощность нагревателя. При этомв блоке управления может осуществляться частотная коррекция сигнала управления, имеющая целью устранение статической ошибки регулирования и демпфирование возможных переходных процессови даже самовозбуждения, часто возни 35каюших в системах автоматического регулирования температур инерционныхобъектов при увеличении усиления вцепи обратной связи, необходимого для40уменьшения ошибок и увеличения точности регулирования. Сигнал от второго датчика, имеющего меньшую тепловую постоянную времени, позволяет резкоповысить запас устойчивости системыавтоматического регулирования температуры благодаря более эффективномудемпфированию возможных колебаний сигнала ошибки. Это позволяет испольэоватьполученную систему для автоматичэского регулирования в широком диапазонетемпературы массивных обьектовдажев случае, если их тепловые характернотики при этом могут значительно измеУняться 2 .Однако ошибка регулирования в известном устройстве может быть равнойнулю только в случае, если температура нагревателя и температура регулируе 24 2мого объекта совпадают ипи отличаютсявсегда строго на одну и ту же величину, что даже в статическом случае выполняется довольно редко.Как правило, между нагревателем и объектом регулирования даже в статическом случае устанавливается значительный температурный градиент, возникающий и:.ь за тепловых потерь регулируемогообъекта. В этом случае известнаясистема автоматического регулирования будет отрабатывать фактически некоторую среднюю температуру между нагревателем и объектом, что снижает точность регулирования, особенно при широком диапазоне регулирования температуры, когда величина градиента сильно изменяется.Целью изобретения является повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры, содержашем первую термопару, расположенную на инерционномобъекте регулирования и включенную последовательно с ней вторую термопару, тецлои-юпированную от обьекта регулирования, а также включенные последовательно задатчик программы, элементсравнения, блок управления, усилитель мощности и нагреватель, расположенный в тепловом контакте с инерционным объектом регулирования, между точкойсоединения первой и второй термопар ивторым выводом второй термопары включены соединенные последовательно конденсатор и переменный резистор дифференцируюшей цепи, причем подвижный контакт переменного резистора соединен с вторым входом элемента сравнения,На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования температуры инерционного объекта.Устройство содержит инерционный обьект 1 терморегулирования, первую 2 и вторую 3 термопары, блок 4 управления, задатчик 5 программы, усилитель 6 мошности и нагреватель 7, конденсатор 8 и переменный резистор 9, схему 10 сравнении.Нагреватель 7 (например, лучевой нагреватель) нагревает объект 1 регулирования (массивную деталь, обладающую значительной тепловой инерцией) и связанную с ним надежным тепловым контактом термонару 2. Поэтому сигнал с выхода термопары 2 точно соответствует температуре объекта, но отличается3 1037224 4 .большой инерционностью, Вторая тер- порядков) уменьшить регулировкой смопара 3 может быгь расположена помощью переменного резистора 9 глуи вблизи объекта регулирования, .но бины демпфирования.благодаря всей, сравнительно с объек- При регулировании с помощью лучетом регулирования, малой массе, может 5 вого нагревателя температуры объевобладать значительно (на несколько та-металлического образца, имеющегопорядков) меньшей инерционностью. хороший механический контакт с холодПоэтому сигнал второй термопары 3, ными зажимами испытательной машины,продифференцированный цепочкой, соо- в диапазоне от 20 до ОООО С, раэтоящей из конденсатора 8 и резистора 9, 10 ница в температуре нагревателя и обьекимея малое запаздывание по управляюще- та может достигать нескольких сотенму сигналу блока управления, приводит градусов. Использование предлагаемогок эффективному демпфированию,замкну устройства может привести к снижению.той системы автоматического регулиро- соответствующей ошибки (до 10 град)вания температуры, а возникающие при 1 отслеживания температуры от значения,этом динамические ошибки регулирования определяемого сигналом задающегоможно значительно (тоже на несколько блока,Составитель Н. ЦишевскеяРецактор Г, Волкова Техрец .И,Метелева Корректор А, ЗарубинЗаказ 6009/49 Тираж 874 Подпися е ВНИИПИ Государственного комитета СССР цо делам изобретений и открыгий 113035, Москва, Ж 335,Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Уаа ород, ул. Проектная, 4