Устройство для регулирования температуры

ьство СССР 1980 А. Автоматическое гулирование. "НауГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ по авт.св. 1 г 871154,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, в неговведены элемент И и ключ, причем первый вход элемента И подключен к выходу первого триггера счетчика периодов работы и к управляющему входу ключа сброса интегратора, второй .вход " к выходу счетчика периодов работы. а выход - к управляющему входу блока памяти, а ключ включен параллельно входу интегратора, входуправления которого подключен к первому входу элемента И.112030Х= - 6.Р си Изобретение относится к регулированию температуры и может быть использовано в термостатах, предназначенных для термостатирования различных узлов РЭА,5 По основному авт.св. ) 871154 известно устройство, которое позволяет повысить точность термостатирования за счет введения в регуля- )О тор корректирующего сигнала, компенсирующего теплопотери объекта термостатирования. Данное устройство содержит последовательно соединенные термочувствительный мост, усилитель, компаратор; выход компаратора связан через зарядные резисторы с входом интегратора и через выходное устройтсво и нагреватель - с источником питания, а также с входом счетчика периодов работы, выход которого связан с управляющим входом блока памяти, вход которого связан с выходом интегратора 3. 25Однако при подключенинагревателя к источнику питания, один из полюсов которого заземлен (что наиболее часто используется), на выход интегратора будут поступать однопо-30 лярные импульсы, В результате выходное напряжение его будет пропорционально времени включенного (выключенного) состояния, что не позволяетполучить высокую точность термостатирования в широком диапазоне темпе ратур. Известно, что в стационарном режиме время включенного регулятора 2)Теки равно4 О2 ЬЧ й 1 Рс иф Вк р - ри игде ВЧ - гистерезис регулятора,С - теплоемкость объекта,й 1 - время запаздывания;Ри - мощность в импульсе;Рр - потери объекта,В стационарном режимеВКл1р = Р= Р, у , (2)где Т - период автоколебаний регулятора,скважность;С другой стороны Р =К (3),где К - постоянный коэффициент; 55й - избыточная, по отношению ктемпературе термостатирования температура среды. 2Подставив (3 ) в (),получимсиВкл Р -К 1и сИз (4)видно, чго Т якявляется нелинейной функцией от температуры окружающей среды, Так как Р линейно зависят от ГСР, а Твнелинейно, то введение в регулятор корректирующего сигнала, пропорционального Тз , не в состоянии обеспечить полную компенсацию мощности потерь объекта в широком диапазоне и получить высокую точность термостатирования, Для получения высокой точности корректирующий сигнал должен быть,как следует из (2) и (3), пропорциональным Если на вход интегратора псступают двуполярные импульсы, то напряжение на выходе интегратора за период пропорционально скважности. Однако управляющие сигналы на транзисторы поступают одновременно (на ключ каждый и-й импульс), что приводит к открыванию их., ,".рывание полевого транзистора пр:одит к разряду кондесатора интегратора.Таким обрйзом, в зависимости от длительности запускающих импульсов, а также сдвига по времени между ними на конденсаторе будет запоминаться различное случайное напряжение при постоянной температуре окружающей срецы. Вследствие э,ого корректирующий сигнал, подаваемый на вход регулятора, будет также изменяться, что не позволит получить полную компенсацию теплопотерь объекта,Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры введены элемент И и ключ, причем первый вход элемента И подключен к выходу первого триггера счетчика периодов работы и к управляющему входу ключа сброса интегратора, второй вход - к выходу счетчика периодов работы, а выход - к управляющему входу блока памяти, а ключ включен параллельно входу интегратора, вход управления которого подключен к первому входу элемента И.На Фиг.1 приведена блок-схема устройства, на фиг.2 - эпюры напряжений в различных точках устройства.1 4ча 1 О близко к нулю, то выходноенапряжение интегратора 8 будет практически постоянным (фиг.28). Одновременно с подачей открывающего напряжения на ключ О выходной сигналпервого триггера счетчика 9 поступает на первый вход олемента И 12.С приходом о -го импульса на выходесчетчика 9 формируется перепад напряжений, который подается на второйвход элемента И 12 и приводит к открыванию ключа 13. Таким образом,запись выходного напряжения интегратора производится в тот момент,когда оно по изменяется,Положительный фронт третьего импульса переключает триггер счетчика 9, ключ 10 закрывается, а положительный перепад открывает ключ 11Так как сопротивление открытого ключа 1 в 10 - 1 О раз меньше сопротив 3 4ления резисторов 6 и 7, то разрядконденсатора будет происходить востолько ке раз быстрее, чем зарядТаким образом, временем разряда интегратора Ь можно пренебречь.При реализации устройтсва в качестве ключей могут быть использованы полевыс транзисторы типов КП 103101201 и КП 202, Счетчик 9 и элементИ 12 выполняются на микросхемахК 55 ИЕ 2, К 155 ИЕ 5, К 155 ЛАЗ или аналогичных элементах других логических серий (К 34, К 561).При применении бескорпусных элементов устройство может быть выполнено в гибридно-пленочном исполне:ии, что позволит получить высокуюнадежность без учеличения габаритовпредлагаемого устройства,Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точностьтермостатирования для устройств, работающих в широком диапазоне измерений температуры окружающей среды,3 112030Устройство состоит иэ последовательно соединеннных измерительного моста 1, усилителя 2, компаратара 3, выходного устройства 4 и нагревателя 5Выход компаратора 3 через зарядные резисторы б и 7 соединен с.интегратором 8, а также с входом счетчика 9 периодов работы. Выход первого триггера счетчика 9 подключен к управляющим входам ключа О и сбро са интегратора 11, а также к одному из входов элемента И 12, на другой вход которого подается напряжение с выхода блока счетчика 9. С выхода элемента И 12 сигнал поступает на ключ 13 блока 14 памяти.Устройтсво работает следующим обЗаказ 876 Подписное НИИПИ краж 84 разом.В процессе регулирования напряжение на выходе компаратора 3 изменяется в соответствии (фиг.2) , приэтом положительному импульсу соответствует включенное состояние нагревателя 5, отрицательному - выключенное. Эти импульсы поступают навход счетчика 9 периодов работы ина выходе первого триггера счетчикаэпюры напряжений соответствуют фиг,20При положительном напряжении на выхо.де первого триггера ключ 10 закрыти происходит заряд интегратора 8положительным напряжением и разряд -отрицательным После окончания периода напряжение на выходе интегратора будет пропорциональным скважности. С приходом положительного35фронта второго импульса первый триггер счетчика переключает ключ 10,который совместно с резистором 6образует делитель напряжения, тран 40зистор ключа 1 О открывается и напряжение на его стоке резко падает.Поскольку сопротивление резистора 7 выбирается много большим,чем сопротивление резистора 6, а45напряжение на стоке транзистора клюилиал ППП "Патент", Ужгород. ул. Проектная,