Устройство для регулирования температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХССОЮЛЮЮЕСННИРЕСПУБЛИК С 05 0 23/19 Р 232 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 525065, кл. С 05 Э 23/24, 1970.2. Авторское свидетельство СССРУ 840841, кл, С 05 0 23/24, 1979(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее трансформаторс двумя встречно включенными обмотками, подключенными к датчику и за;датчику температуры через выпрямительи ко входам операционного усилителяс обратной связью непосредственно,усилитель мощности на транзистореи нагреватель, о 1 т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьппения.80.1124267 точности устройства, в него введеныделители напряжения, конденсаторы иинтегральный стабилизатор напряжения, подключенный выводом для выключения внешним сигналом через первыйделитель напряжения к выходу операционного усилителя, при этом базатранзистора усилителя мощности непосредственно соединена с выходоминтегрального стабилизатора напряжения, а через корректирующий конденсатор соединена с инвертирующимвходом операционного усилителя,параллельно датчику и задатчикутемпературы подключены сглаживающиеконденсаторы, а измерительный входинтегрального стабилизатора напряжения подключен к выходу второгоделителя напряжения, включенногопараллельно нагревателю.1124Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для регулирования температурь в зоне охлаждения микрокриогенных систем. 5Известно устройство для регулирования температуры, содержащее измерительную схему в виде резистивного моста, к выходу которого подключен операционный усилитель, 10 охваченный отрицательной и положительной обратной связью, осуществляемой переменным резистором, соединенным с выходом резистивного моста, Выход операционного усилителя подключен к нагрузочному элементу и к подвижному контакту регулировочного элемента1.Недостатком этого устройства является низкая .точность регулирования, особенно при изменении температуры окружающей среды.Известно устройство для регулирования температуры, использующее для повышения точности регулирования вы прямитель и трансформатор с двумя встречно включенными вторичными обмотками, выводы которых через выпрямитель связаны со входами операционного усилителя и первыми выводами датчика , и задатчика температуры, вторые выводы которых соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформатора и соответствующим выводом источника питания неинвертирующий вход операФ35 ционного усилителя соединен с эмиттером транзистора первого каскада усили теля мощности ,2 "1.Однако цанному устройству присущи недостаточная точность регулирования40 из-за скачкообразного включения и выключения питания нагревателя.Цель изобретения - повышение точности регулирования.Поставленная цель достигается тем. что в устройство для регулированияЯ температуры, содержашее трансформатор с двумя встречно включенными обмотками, подключенными к датчику и задат" чику температуры через выпрямитель и ко входам операционного усилителя с обратной связью непосредственно, усилитель мощности на транзисторе и нагреватель, введены делители напряжения, конденсаторы и интегральный стабилизатор напряжения, подключенньй выводом для выключения внешним сигналом через первый делитель напряжения к выходу операционного усилителя,267 при этом база транзистора усилителямощности непосредственно соединенас выходом интегрального стабилизатора напряжения, а через корректирующий конденсатор соединена с инвертирующим входом операционного усилителя,параллельно датчику и задатчикутемпературы подключены сглаживающиеконденсаторы, а измерительный входинтегрального стабилизатора напряжения подключен к входу второго делителя напряжения, включенного параллельно нагревателю,На чертеже представлена электри.ческая принципиальная схема устройства для регулирования температуры.Устройство содержит трансформаторс вторичными обмотками 2 и 3, включенными встречно в точке 4, и черезвыпрямитель 5 подключенными к задатчику температуры 6, датчику 7 и общему выводу 8 операционного усилителя9. Ко входам О,операционногоусилителя 9 вторичные обмотки 2,3подключены непосредственно. Параллельно задатчику - температуры 6 и датчику 7 включены сглаживающие конденсаторы 2,13, Интегральный стабилизатор напряжения 14 типа К 142 ЕН 2 Бвыводом 15 для выключения внешнимсигналом через первый делитсль напряжения на резисторах 16,17 подключенк выходу 8 операционного усилителя9. Базатранзистора 19 усилителя мощности соединена с выходом 20 интегрального стабилизатора 14 непосредственно, а с инвертирующим входом 10операционного усилителя 9 - черезкорректирующий конденсатор 21, темсамым образуя положительную обратнуюсвязь по переменному току. Измерительный вход 22 интегрального стабилизатора напряжения 14 подключен к выхо-,ду второго делителя напряжения на резисторах 23,24, включенного параллельно нагревателю 25. Устройство содержит также отрицательную обратную связь26 операционного усилителя 9 и конденсатор 27 для обеспечения устойчивойработы интегрального стабилизаторанапряжения 4.Устройство работает следующимобразом.На задатчике температуры 6 идатчике 7 относительно их общейточки имеются положительные полуволны напряжения однополупериодного выпрямления, осуществленного диодом5. Полуволны напряжения на задатчи26.7 1124 Составитель Т.ОрловаРедактор А.Долинич ТехредЖ.Кастелевич Корректор О.ТигорЗаказ 8278/36 Тираж 841 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3ке температуры 6 и датчике 7, находящиеся в противофазе вследствие встречного включения трансформаторных обмоток 2 и 3, сглаживаются конденсаторами 12, 13, преобразуясь в постоянное пилообразное напряжение. При условии равенства напряжений на задатчике температуры 6 и датчике 7 по амплитуде, что обуславлавливается регулировкой задатчика 6,1 О напряжение между дифференциальными входами 10,11 операционного усилителя 9 будет равно нулю, т.еизмерительная схема сбалансирована.При изменении сопротивления датчика температуры 7 нарушается баланс измерительной схемы. Постоянный сигнал раэбаланса в виде пилообразного напряжения усиливается операционным усилителем 9 и через делитель напряжения, состоящий из резисторов 16, 17 поступает на вывод 15 для выключения внешним сигналом интегрального стабилизатора напряжения 14. С помощью делителя напряжения из реэисторов 16, 17 подбирается такой уровень сигнала, при котором включение интегрального стабилизатора 14 производилось бы передним фронтом пилообразного напряжения, а выключение - задним фронтом. При этом сигнал, поступакиций с выхода 18 операционного усилителя 9, должен иметь положительную полярность.Поскольку изменение температуры в зоне охлаждения является медленно З 5 меняющимся процессом, а выключение и включение интегрального стабилизатора 14 производится пилообразным на" пряжением, то на выходе интегрально" го стабилизатора 14 будут прямоуголь" ные импульсы, изменяющиеся по длительности в зависимости от измене;. ния регулируемой температуры. Соот" ветственно через транзистор 19 и нагреватель 25 будет протекать импульсный ток, также меняющийся по длительности в зависимости от изменения регулируемой температуры. Конденсатор 21 обеспечивает слабую положительную обратную связь по переменному току, что улучшает фронты импульсов, поступающих на нагреватель 25.Подключение конденсаторов параллельно эадатчику.и датчику температуры дало возможность получить на выходе операционного усилителя сигнал необходимого уровня в виде пилообразного напряжения, что позволипв с помощью введенного интегрального стабилизатора обеспечить пропорциональное регулирование температуры в зоне охлаждения за счет изменения импульсов тока. протекающих через нагреватель. Точность регулирования температуры повысилась в 1,5 раза,Предлагаемое устройство кроме регулирования осуществляет и контроль температуры при подключении к выходу операционного усилителя измерительного прибора, проградуированного предварительно в единицах температуры.