Устройство для регулирования температуры

О Г 1 И "С:"А";Я Я Е р 1752257ЙЗОБРЕТЕНЙЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 03,01.78 (21) 2564218/18-24с присоединением заявки Же(45) Дата опубликования описания 30.0.80(51) М Кл зС 05 осударственный комитет СССР о делам изобретений и открытий(088.8) Авторыизобретения Э. Стружановский и И, Ю. Веркял А. Балейшис,1) Заявитель дена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников АН Литовской ССР(54) УСТРОЙСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 25 го устройства положен елейного термочувствиИзобретение относится к области регулирования температуры и может быть использовано для управления термостатами, холодильниками, кондиционерами и другими устройствами в науке, физике и технике.Известны терморегуляторы, в основу которых положено скачкообразное изменение сопротивления терм очувствительцого элемента при охлаждении его ниже критической температуры, содержащие нагреватель - нагрузку, тиристор, три диода, резистор управления тиристором, термочувствительный элемент из двуокиси ванадия, резистор регулировки тока нагрева элемента 1).Недостатком такого устройства является низкая точность поддерживания температуры, а минимальная температура ограничивается 35 С из-за нелинейности характеристики,Из известных терморегуляторов наиболее близким по технической сущности является устройство для регулирования температуры, содержащее задатчик температуры, релейный термочувствительный элемент и исполнительный блок 2.Известное устройство обладает низкой точностью.В основу известнопринцип перегрева р тельного элемента относительно температуры окружающей среды до критической температуры. Чем больше разница между термостатировацной температурой и критической, тем больше требуется мощность подогрева, причем подводпмая мощность нелинейно увеличивается с увеличением разности температур ц поэтому снижается стабильность работы устройства. Минимальная регулируемая температура ограничивается 35 С из-за нелинейности зависимости термостатированной температуры от тока подогрева.Целью изобретения является повышение точности устройства,Поставленная цель достигается тем, что в него введены генераторы тока, генератор пилообразного напряжения и логический блок, причем выход генератора пилообразного напряженпя соединен с входами генераторов тока и первым входом логического блока, выход первого генератора тока соединен с релейным термочувствительным элементом и вторым входом логического блока, выход второго генератора тока соединен с задатчиком температуры и третьим входом логического блока, первый выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения, а другие выходы - к входу исполнительного блока.На чертеже показана блочная схема устройства.Устройство содержит релейный термочувствительный элемент 1, задатчик темпсратуры 2, исполнительный блок 3, генератор пилообразного напряжения 4, генераторы тока 5 и 6, логический блок 7, причем выход генератора пилообразного напряжения 4 соединен с входами генераторов тока 5 и 6 и первым входом логического блока 7, выход первого генератора тока 5 соединен с релейным термочувствительным элементом и вторым входом логического блока 7, выход второго генератора тока 6 соединен с задатчиком температуры 2 и третьим входом логического блока 7, первый выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения 4, а другие выходы - к входу исполнительного блока 3.Устройство работает следующим образом.Генератор пилообразного напряжения 4 периодически подает линейно нарастающее напряжение на входы генераторов тока 5, 6 и на первый вход логического блока 7. Это напряжение повторяется на выходах генераторов тока 5 и 6 и тем самым подается на релейный термочувствительный элемент 1 и на задатчик температуры 2. Первый генератор тока 5 установлен на ток, превышающий ток переключения релейного термочувствительпого элемента 1. В случае появления разности напряжения между выходом генератора пилообразного напряжения 4 и релейным термочувствительпым элементом 1 или задатчиком температуры 2 логический блок 7 выдает сигналы прекращения генерирования на генератор пилообразного напряжения 4 и на вход исполнительного блока 3. Прп окончании каждого цикла нарастания напряжения (измерения температуры) могут быть два случая:1. При температуре, ниже установленной задатчиком температуры 2, появляется разница напряжения, на которое реагирует логический блок 7 и выдает команду окончания нарастания пилы в генератор пилообразного напряжения 4, который снимает со своего выхода напряжение. Логический блок 7 также выдает команду па вход исполнительного блока 3:а) выключает охлаждение (если было включено);б) включает нагрев;в) поддерживает нагрев (если был включен).2. При температуре, выше установленной задатчиком 2, релейный термочувствительный элемент 1 переключается и на пем резко понижается напряжение, в результате срабатывает логический блок 7, который выдает на генератор пилообразного напряжения 4 команду выключения нарастания 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 напряжения, снимающую напряжение с выхода, и вторую команду на исполнительный блок 3;а) выключает нагрев (если он был включен);б) включает охлаждение;в) поддерживает охлаждение (если оно было включено),Таким образом, благодаря использованию периодической проверки напряжения переключения релейного термочувствительного элемента, находящегося при температуре окружающей среды, напряжение переключения мало зависит от протекающего через него тока. Характеристика устройства мало зависит от условий окружающей среды, напряжения питания и не обладает гистерезисом. При температуре окружающей среды, равной температуре релейного термочувствительного элемента, устройство обладает повышенной точностью по сравнению с прототипом и расширяется диапазон рабочих температур, Минимальная рабочая температура ограничивается рабочим напряжением выбранных элементов питания и управления терморезистором и может достигать минус 30 С и менее. Максимальная рабочая температура ограничивается критической температурой релейного термочувствительного элемента (68 С дл ЧО,). При использовании других материалов, например ЧзОь Т 1,0, и др., максимальная рабочая температура может достигать +150 С, + 277 С. Формула изобретенияУстройство лля р"гулирования тси:ратуры, содержащее задатчик температуры, релейный термочувствптельный элемент, исполнительный блок, отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены генераторы тока, пилообразного напряжения и логический блок, причем выход генератора пилообразного напряжения соединен с входами генераторов тока и первым входом логического блока, выход первого генератора тока соединен с релейным термочувствительным элементом и вторым входом логического блока, выход второго генератора тока соединен с задатчиком температуры и третьим входом логического блока, первый выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения, а другие выходы - к входам исполнительного блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Андреев В. Н. и др. Регулируемый термостат для температур от 35 до 70 С на основе двуокиси ванадия. - ПТЭ,6, 1975, с. 252,2. Авторское свидетельство СССР537331, кл, б 05 Р 23/00, 1976 (прототип),752257Составитель Л, Птенцова Редактор 3. Ходакова Техред А. КамышниковаКорректор О. Иоанесян Заказ 1222/18 Изд. Мз 385 Тираж 956 Подписное ИПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и отквытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2