Устройство для регулирования температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1405036 А 1(50 4 С 05 Э 23/24 САНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОТЕМПЕ РА ТУРЫ(57) Изобретение относитике, в частности к устбилизации и регулированры металлического нагре тся к автома"ройствам стаия температу- вательного лементативный мелем 2,мпульс ормато точн ходного с ром 7, уп тора импу подключен ного моду ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей природной среды в угольной промьппленности (72) Г,А.Прохоров и А.Г.Прохоров (53) 621.555.6(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР К 358627, кл, С 01 .1 1/08, 1972.Борисов Л.Г. Системы автоматического регулирования температуры с совмещенным датчиком. Вопросы радиоэлектроники, сер.ТРТО 9 2, 1982, с.36-39.Авторское свидетельство СССР Ф 1160383, кл, С 05 Р 23/19, 1983. Устроиство содержит резисст 1 с датчиком - нагрева- который питается от широтно. го модулятора 5 через транс и обеспечивает повышение за счет детектирования выигнала моста синхродетекторавляющим частотой генеральсов 4, выходы которого ы к входам широтно-импульс" лятора 5, 2 ил.Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам стабилизации и регулирования температурыметаллического нагревательного элемента,Целью изобретения является повышение точности.На фиг.1 представлена блок-схемаустройства; на фиг.2 - его принци"пиальная схема,Устройство содержит резистивныймост 1 с датчиком - нагревателем 2,усилитель 3 постоянного тока, генератор 4 импульсов, выполненный перестраиваемым напряжением по частоте,широтно-импульсный модулятор 5, усилитель б переменного тока, синхронный детектор 7 и трансформатор 8.При этом широтно-импульсный модулятор 5 выполнен на транзисторах 9-12и инверторах 13 и 14, в резистивныймост кроме датчика - нагревателя 2(например, нити лампы накаливания)входят резисторы 15 - 17, синхронныйдетектор 7 выполнен на.транзисторе18, инверторах 19 и 20, ключе 21,а генератор 4 импульсов реализованна,транзисторе 22, инверторах 23 и24 и триггерах 25 и 26.Устройство работает следующим образом,Йиротно-импульсный модулятор 5,управляемый от перестраиваемого генератора 4, питает измерительный мост1, Напряжение на датчике-нагревателе2 имеет вид симметричных двуполярных импульсов. При изменении частоты генератора 4 и тем самым скважности ШИМ-сигналов форма импульсов изменяется, однако отрицательный импульс всегда является "зеркальным" по отношению к положительному.Минимальная скважность ШИМ-сигналов равняется 2, При этом на базы выходных транзисторов 11 и 12 ШИМ-модулятора поступают симметричные прямоугольные импульсы с максимальной частотой, что соответствует максимальному току в цепи вторичной обмотки трансформатора 8. Уменьшение частоты перестраиваемого генератора 4 приводит к возрастанию скважности ШИМ-сигналов, а соответственно - к уменьшению мощности, выделяющейся на датчике-нагревателе. Сопротивление 15 должно быть выполнено из материала с высокой температурной стабильностью (типа магнинина или константа 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 на), а его величина должна составлятьне более 5 Е сопротивления датчика -нагревателя (во избежании значительного саморазогрева),Стабильность всей схемы регуляторав основном определяется стабильностьюэталонного резистора 15, Поэтому представляется целесообразным выполнитьэталонный резистор составным из материалов с различным температурным коэффициентом сопротивления, т.е. обеспечить его дополнительную температурную компенсацию.При необходимой температуре датчика - нагревателя измерительный мостуравновешен. При неравновесии мостана резисторе 17 относительно общегопровода ("земли") наблюдается сигнал,совпадающий по форме с напряжениемна незаземленном выводе датчика - нагревателя 2 (при избыточном нагревепоследнего), или "зеркальный" (принедостаточном нагреве). Сигнал разбаланса усиливается усилителем 6 переменного тока и поступает на входсинхронного детектора 7. Благодаряусилению сигнала разбаланса на переменном токе удается исключить нежелательный "дрейф" нуля усилителя. Элементы 18-20 синхронного детектора 7преобразует сигналы произвольной формы в синфазные им сигналы прямоугольнойформы, управляющие аналоговым ключом 21. Сигнал на выходе детектора.поштоянное напряжение, величина которого относительно средней точки схемы зависит от величины сопротивления датчика - нагревателя 2. Далее детектированный сигнал дополнительно усиливается усилителем 3 постоянного тока и поступает на управляющий вход перестраиваемого генератора.Перестраиваемый напряжением генератор представляет собой мультивибратор на инверторах 23 и 24, Управление частотой колебаний мультивибратора осуществляется за счет изменения постоянной времени частотозадающей КС-цепочки, причем транзистор 22 играет здесь роль переменного сопротивления. Триггеры 25 и 26 формируют симметричные прямоугольные импульсы. Таким образом, при "недокале" датчика - нагревателя частота генератора повышается а при "перекале соответственно понижается. При этом повышается или понижается мощность, выделяющаяся в цепи вторичной обмотки транс1405036 фиг.2 форматора 8. ШИМ-сигналы формируютсяпутем пропускания исходных симметричных прямоугольных импульсов черездифференцирующие цепочки. Транзисторы 9 и 10 при этом выполняют роль пороговых элементов, а дополнительные инверторы 13 и 14 служатдля повышения крутизны фронта получаемых сигналов (так же, как иинвертары 19 и 20) . В случае срываколебаний мультивибратора транзисторы 9-12 закрываются,По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет достичь большей точности поддержания температуры датчика - нагревателя при сохранении достаточно высокого КПД регулятора. Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее резистивный мост с включенным в одно из плеч датчикомтемпературы - нагревателем, усилитель постоянного тока, генератор импульсов и широтно-импульсный модулязтор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности, устройство содержит усилитель переменного тока, синхронный детектор и трансформатор, а генератор импульсов выполнен перестраиваемым напряжением почастоте, при этом первичная обмоткатрансформатора подключена к выходуширотно-импульсного модулятора, авторичная обмотка соединена с входной диагональю резистивного моста иодним из входов синхронного детектора, другой вход которого связан через усилитель переменного тока с выходной диагональю резистивного моста,выход синхронного детектора через усилитель постоянного тока соединен суправляющим входом генератора импульсов, выходы которого подключены к 25 входам широтно-импульсного модулятора.