Устройство для регулирования температуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 4200 3 ир 0 05 р 2,3/1 нфЦЩ . ид ЬСТВУ КА СКОМУ СВ(21) (22) (46) (72) (53) (56) по на контр кова л. Р. 34С.И.Саксе88,8)о А.А. Спртических урования. Кс, 31,видетельст5 Р 23/00,е авочникстройствиев, "Науо СССР1981(54)(НИЯ ТЕпару,напряжпей наточникния и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБ 3420682/1809.04.8215.09.83. БЕ.П.Воинов621.555.6 (1. Нестеренладке автомоля и регулДумка", 197Авторское628, кл. Сотип). 7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАМПЕРАТУРЫ, содержащее термотермочувствительный делительения, коммутатор силовых цегревателя, подключенные к ису стабилизированного напряжесоединенные последовательно усйлитель и нуль-орган, о г л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью по-.вышения точности, устройство содержит фазовый детектор, разделительный конденсатор, включенный междувыходом усилителя и входом нуль-органа, генератор импульсов и подключенные к его выходу первый ключевойэлемент и последовательно соединенные инвертор и второй ключевой элемент, ко второму входу которого подключена термопара, а к выходу - входусилителя и выход первого ключевогоэлемента, подключенного входом ксредней точке термочувствительногоделителя, причем первый вход фазового детектора связан с выходом гене- Ератора импульсов, второй вход - свыходом нуль-органа, а выход - с коммутатором силовых цепей нагревателя.Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для построения автоматических регуляторов температуры в различных технологических установках и термостатах. 5Известно устройство длярегулирования температуры, содержащее термопару, усилитель, задатчик температуры и коммутатор силовых цепей нагревателя 1 . 10Недостатком устройства является то, что в нем производится непосредственное сравнение потенциала термопары с потенциалом задатчика температуры, вследствие чего снижается 5 точность регулирования температуры из-за влияния изменения температуры холодных спаев термопары.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для регулирования температуры, содержащее термопару, температурно-зависимый делитель напряжения, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, усилитель, нуль-орган и коммутатор силовых цепей нагревателя, В устройстве потенциал термопары сравнивается с потенциалом на выходе делителя напряжения, коэффициент деления которого зависит от температуры и выбран З 0 таким, что егоизменения компенсйруют изменения ЭДС термопары за счет нестабильности температуры ее холодных спаев 2 .Однако устройство отличается не- З 5 достаточно высокой точностью регулирования, что связанос дрейфом нуля усилителя и нестабильностью коэфФициента его усиления с изменением температуры, термостатирование уси лителя нежелательно из-за значительного роста сложности и габаритов устройства.Цель изобретения - повышение точности устройства. . 45Для достижения поставленной цели устройство для регулирования температуры, содержащее термопару термочувствительный делитель напряжения, коммутатор силовых цепей нагревателя подключенные к источнику стабилизированного напряжения и соединенные последовательно усилитель и нуль-орган содержит разделительный конденсатор, включенный между выходом усилителя и входом нуль-органа фазовый детектор, генератор импульсов и подключенные к его выходу первый ключевой элемент и соединенные последовательно инвертор и второй ключевой, элемент, ко второму входу которого 60 подключена термопара, а к выходу - вход усилителя и выход первого ключевого элемента, подключенного входом к средней точке термочувствительного делителя, причем первый вход фазового детектора связан с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом нуль-органа, а выход - с коммутатором силовых цепей нагревателя.На чертеже представлена структурная схема устройства для регулирования температуры.устройство содержит термопару 1, подключенную через первый 2 ключе-. вой элемент ко входу усилителя 3, термочувствительный делитель 4 напряжения, подключенный к источнику 5 стабилизированного напряжения.Выход делителя напряжения 4 через второй б ключевой элемент соединен с входом усилителя 3, выход которого через разделительный конденсатор 7соединен со входом нуль-органа 8.Выход нуль-органа 8 подключен ковторому входу фазового детектора 9,первый вход которого соединен с выходом генератора 10, с первым входомвторого б ключевого элемента и че-. рез инвертор 11 с первым входом первого 2 ключевого элемента. Выход фазового детектора 9 подключен к коммутатору 12 силовых цепей нагревателя,Устройство работает следующимобразом.Генератор 10 попеременно откры-,вает элементы 2 и б, через которыеко входу усилителя 3 поочередно подключаются выход термопары 1 и выходделителя напряжения 4, потенциалкоторого определяет требуемое значе-.ние температуры. В результате навходе усилителя 3 образуется переменное напряжение прямоугольной Формы, верхний уровень которого равен пороговому напряжению, а нижний - ЭДС термопары 1, При изменении температуры холодных спаев термопары 1 изменяется ее ЭДС, при этом на такую же величину изменяется и. напряжение порога, снимаемое с делителя напряжения 4, так что амплитуда переменного напряжения на входе усилителя 3 остается постоянной. С увеличением температуры горячего спая термопары 1 ее .ЭДС ф растет, а амплитуда переменного напряжения уменьшается до тех пор,пока ЭДС термопары не станет равнойпороговому напряжению, а затем начинает расти, но фаза его изменяется на противоположную. Усилитель 3 усиливает входной сигнал, который через разделительный конденсатор 7 поступает на вход нуль-органа 8. Разделительный конденсатор 7 отделяет сигнал от постоянной составляющей, тем самьщ исключает влияние дрейфа нуля усилителя 3. Нуль-орган 8 преобразует сигнал к стандартному напряжению прямоугольной формы и постоянной амплитуды, фаза которого изменя1042002 Составитель Л,ПтенцоваРедактор О.колесник. эа ТехредМ,Надь Корректор й.Тяско Заказ ,127/48 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Филиал ППП фПатент", г. "щгород, ул. Проектая, 4, ется на противоположную в момент,когда ЭДС термопары 1 превышает напряжение порога, Сигнал с выходануль-органа 8 поступает на вход фа"зового детектора 9, на второй входкоторого поДается сигнал генератора.10, фазовый детектор 9 может бытьвыполнен в виде схемы ИСКЛЮЧИОЩЕЕИЛИ. Сигнал с выхода фазового детектора 9, равный логическому нулю присовпадении сигналов на его входахпо фазе и равный логической единице при противофазных сигналах на,входах, поступает на коммутатор 12силовых цепей нагревателя, который,включая и выключая нагреватель (начертеже не показан ), поддерживает заданную температуру в точке размещения термопары 1. Коммутатор 12 может бытьвыполнен в виде реле, контактора или полупроводникового устройства.Наличие в устройстве для регулирования температуры ключевых элементов, управляемых генератором, разделительного конденсатора и фазовогодетектора позволяет. повысить точность регулирования, так как на выходе усилителя исключается влияниедрейфа нуля усилителя. Использование изобретения дает возможностьза счет повышения точности регулиро вания уменьшить мощность нагревателя на 79.