Термостатирующее устройство

(н)5 0 05 О 23/19 БРЕТ 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова"Ленина(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1020802, кл, 6 05 О 23/24, 1983.Авторское свидетельство СССР В 851352, кл. 6 05 О 23/19, 1979.(54) ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для поддержания заданной температуры в малом объеме, в частности для термостатирования объектов исследования или опорного спая термопары при проведении спектрометрических измерений, а также для термостатирования элементов радиотехнических устройств. Целью изобретения является расширение области применения эа счет возможности использования в качестве датчика температуры элементов как с положительным, так и с отрицательным ТКС, Эта цель достигается тем, что термостатирующее устройство содержит термочувствительный мост 1, первый источник 2 постоянного напряжения, ключ 3, второй источник 4 постоянного напряжения, блок сравнения (компаратор) 5, импульсный генератор 6, шунтируащий транзистор 7, а импульсный генератор состоит из элементов 2 И-НЕ 23, дифференцирующей цепи 24, 25, элемента задержки на инверторах 26, 27, инвертора 28. Заданная температура поддерживается за счет включений режима нагревания на фиксированный интервал времени, когда блок сравнения регистрирует понижение температуры. 1 ил.Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано для поддержания заданной температуры в малом обаеме,в частности для термостатирования объектов исследования или опорного спая термопары при проведении спектрометрическихизмерений, а также для термостатирован .яэлементов радиотехнических устройств.Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности использования в качестве датчика температурыэлементов как с положительным, так и сотрицательным ТКС,На чертеже представлена принципиальная схема термостатирующего устройства.Устройство содержит термачуьствительный мост 1, первый источник 2 постоянного напряжения, ключ 3, второйисточник 4 постоянного напряжения, блок 5 20сравнения (компаратор), импульсный генератор 6, шунтирующий транзистор 7.Измерительное плечо термочувствительного моста составлено из генератора 8тока и эмиттерного перехода транзисторного датчика-нагревателя 9, а задающее плечосоставлено из резисторов 10-12 с фильтрующим конденсатором 13, где резистор 12служит для регулировки температурь. теамостатирования, Выходы 14 и 15 термочувствительного мос;а 1 подключаются ксоответствующим входам компаратооа 5,Если используемый датчик температурыимеет положительный ТКС, то выходы 14 и, 15 необходимо поменять местами, 35К коллектору датчика-нагревателя 9подключен выход ключа 3, который состоитиз транзисторов 16, 17, индикаторного светодиода 18, токоограничивающих резисторов 19-22, При использовании в качестве 40датчика-нагревателя элеме ртов с двумя выводами выход ключа (коллектор транзистора 16) подключают непосредственно к местусоединения датчика-нагревателя 9 с генераторам 8 така. 45Управление ключом 3 осуществляетсяимпульсным генераторам 6, состоящим извходного элемента 2 И- НЕ 23, дифференци.рующей цепи на элементах 24, 25, элементазадеркки на инверторах 26, 27, инвертора 5028, Выход элемента 23 используется дляуправления через токоограничивающий резистор 29 шунтирующим гранзистором 7,Резистор 30 и конденсатор 31, подключенные к этому транзистору, необходимы для 55обеспечения нормальной работы компаратора 5.Устройство имеет два режима работы,Один из них - режим измерения температуры - является основным, а второй - режим нагревания - включается в определенные моменты и имеет фиксированную длительность, определяемую элементами 24, 25.После включения питания устройство работает в режиме измерения, При этом напряжение на датчике 9 сравнивается компаратором 5 с напряжением на резистивном делителе 10-12 и в случае, если температура датчика ниже заданной (для датчика с отрицательным ТКС первое напряжение больше, чем второе, а для датчика с положительным ТКС - наоборот), компаратор переключается и фронтом выходного импульса запускает импульсный генератор 6, в результате чего на выходах элементов 23 и 27 формируются положительные перепады уровня, Причем сначала формируется перепад на выходе элемента 23 и он открывает транзистор 7, который шунтирует инвертирующий вход компаратора 5, вызывая его переключение в состояние с высоким уровнем на выходе, и удерживает это состояние в течение всего времени нагревания. Через некоторый промежуток времени, определяемый задержкой в элементах 26, 27, начинает формироваться полокительный перепад на выходе элемента 27, который открывает транзисторы 17, 16 ключа 3, и в коллекторную цепь нагревателя 9 начинает поступать ток нагрева, Таким образом, устанавливается режим нагревания, что индицируется светодиодом 18.Когда в результа-е заряжения конденсатора 24 напряжение на резисторе 25 опустится ниже уровня логического нуля, элемент 26 переключится в противоположное состояние, что приведет к формированию на выходе элемента 27 отрицательного перепада уровня. Эта вызовет закрывание транзисторов 17, 16. и подача тока нагрева прекратится, Спустя время, определяемое задержкой в элементах 28, 23, появится отрицательный перепад и на выходе элемента 23, что, в свою очередь, вызовет закрывание шунтируюшего транзистора 7, и напряжение на инвертирующем входе компаратара 5 начнет расти до уровня, соответствующего режиму измерения, Если заданная температура не достигнута, то этот уровень окажется выше уровня на другом входе компаратора 5, В результате компаратор переключится и вновь переведет устройство в режим нагревания. Такие включения режима нагревания происходят до тех пор, пока в момент очередного измерения кампараторам 5 не будет зафиксировано достижение заданной температуры, и его срабатывания не произойдет.В дальнейшем включения режима нагаевания будут происходить при регистра1675862 Составитель Л, ПтенцоваТехред М.Моргентал Корректор С. Черни Редактор В, Данко Заказ 3002 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ции понижения температуры датчика 9, благодаря чему будет поддерживаться заданная температура.Величина флуктуаций температуры термостатируемого объема при его достаточ ной.термоизоляции зависит в данном случае от длительности режима нагревания, Поскольку объем датчика-нагревателя имеет конечную теплоемкость, то эту длительность всегда можно выбрать достаточно малой для 10 того, чтобы сделать флуктуации температуры несущественными. Формула изобретенияТермостатирующее устройство, содер жащее подключенный к первому источнику постоянного напряжения термочувствительный мост, одна ветвь которого образована резистивным делителем, а другая - последовательно соединенными генерато ром тока и датчиком-нагревателем., который через ключ связан с вторым источником постоянного напряжения, блок сравнения,входы которого включены в выходную диагональ термочувствительного моста, а выход связан с входом импульсного генератора, к выходу которого подключен управляющий вход ключа, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности использования в качестве датчика температуры элементов как с положительным, так и с отрицательным ТКС, устройство содержит шунтирующий транзистор, коллектором подключенный к соответствующему входу блока сравнения, эмиттером к общей шине, а импульсный генератор содержит последовательно соединенные элемент 2 И-НЕ, дифференцирующую цепь, элемент задержки, инвертор, и ричем к выходу элемента 2 И - НЕ подключена база шунтирующего транзистора, один вход этого элемента соединен с входом генератора, другой вход - с выходом инвертора, а выход элемента задержки является выходом генератора,