Терморегулятор

Союз Советских Сфцмавктнчасннх Республик 1ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и 851352 К АВТОИЗОМУ СВ ЕТЕЛЬС 1) Дааокммтекъмое к авт. свмд 51)М. Кл(22) Заявлено 21, спрмсоедммемме 11,79 (21) 2842514/18-24м.заявки йо 6 Д 5 0 23/19 Государстеенмый комит СССР во дааам нзобретфинк я открытойта опуб оваммя описаммя 300781 ов, Л.А. Лейбович, В.М. Кейн, Я,Л. Вороховскттй", н Л.Г, Борисов 72) Авторы изобретем 7) Заявмте 54) ТЕРМОРЕГУЛЯТОР Изобретение относится к системам регулирования электрических и, магнитных величин и предназначается для работы преимущественно с миниатюрными малоинерционными термостатами, снабженными нагревателями с положительным ТЕС. Особенно целесообразно использование предлагаемого терморегулятора при термостатироваиин объектов, очень чувствительных к динамической ошибке (периодическим ко" лебаниям,температуры), например кварцевых резонаторов.Известны терморегуляторы, в кото" рых в качестве нагревателя и датчика используется один элемент, где в качестве такого элемента используется вить накала лампы 11 .В этой схеме напряжение питания 2 прямоугольными импульсами переменной скважности от мультивибратора через ключевой каскад подается на диагональ термочувствительного моста, в одно иэ плеч которого включен нагреватель- датчик, С другой диагонали моста напряжение разбаланса через низкочастотный фильтр н усилитель подается на мулътивибратор, изменяя скважность генерируемых им импульсов. Эта схема ЗО обладает рядом недостатков: при подаче напряжения питания нагревателя надиагональ моста для обеспечения удовлетворительной экономичности приходится делать мост резко несимметричным, что снижает его чувствительностьи в конечном итоге снижает точностьподдержания температуры наличие низкочастотного фильтра, неизбежное прииспользовании в этом устройстве схемыуправления скважностью импульсов питания, приводит к задержке между изменением состояния моста (разбалансамоста) и соответствующим изменениемскважности питающего мост напряжения.При этом имеет место динамический"выбег" температуры при резком изменении величины напряжения питания илитемпературы окружающей средин величина напряжения разбаланса моста зависит ие только от его температуры, нон от скважности подаваемых на мостимпульсов напряжения питания,что при.водит к появлению положительйой обратной связи. Эта положительная обратная. связь несколько увеличиваетточность поддержания температуры,однако прн стремлении к дальнейшемуповышению точности регулирования засчет увеличения коэффициента усиления усилителя терморегулятор может,потерять устойчивостьЦель изобретения - повышение точности и КПД при упрощении терморегулятора.Поставленная цель достигается тем,что в терморегулятор, содержащий последовательно соединенные термочувствительный мост с датчиком-нагревателем в одном плече и усилитель, а также ключ и источник питания, к одним.выводам которого подключена входнаядиагональ термочувствительного моста,введен импульсный генератор, управляющим входом связанный с выходомусилителя, а выходом - с управляющимвяодом ключа, через который датчикнагреватель подключен к другим выводам источника питания.При этом напряжение подогрева подается непосредственно на нагреватель-датчик короткими прямоугольнымиимпульсами через ключевой элемент,аизмерение температуры нагревателядатчика путем измерения напряженияразбаланса моста производится в промежутке между импульсами подогрева,причем время появления очередногоимпульса напряжения питания нагревателя определяется состоянием термочувствительного моста после окончания предыдущего импульса подогрева.На чертеже изображен предлагаемыйтерморегулятор.Терморегулятор содержит,т,мочувствительный мост 1 с датчиком-нагревателем 2, усилитель 3, импульсныйгенератор (с потенциальным управлением) 4 и ключ 5, а также источникпитания (на чертеже показаны его выводы б и 7).Устройство работает следующим образом,Пусть после окончания очередногоимпульса подогрева температура нагревателя 2 выше заданной. При этом напряжение разбаланса моста мало, и напряжение на выходе усилителя 3 нижепорога срабатывания генератора 4,Ключ 4 заперт, и напряжение на нагреватель не подается. Нагреватель 2 остывает, и напряжение на выходе усилителя 3 растет. Как только нагревательостынет до заданной температуры (напряжение разбаланса моста достигнет определенной величины), напряжение на выходе усилителя 3 станет равным порогу срабатывания генератора 4, и последний выдает короткий прямоугольный импульс, который откроет ключ 5, подающий напряжение на нагреватель 2. Знак напряжения на выходе моста во время нагрева совпадает со знаком разбаланса моста при перегреве (температурный коэффициент сопротивления датчика положительный), и напряжение на выходе усилителя во время нагрева меньше порога срабатывания генератора, поэтому генератор, отработав один импульс, возвращается в исходное состояние, на чем заканчивается очеред ной цикл работы схемы.Результаты испытаний терморегулятора подтверждают его высокие технико-экономические показатели.Статическая ошибка термостабилиза ции в интервале внешних температур(-60) в (+60) - 0,05 ОСрАмплитуда колебаний температуры0,001 ОС при средней частоте колебаний 1 кГц);КПД - 90 З.Формула изобретения3 О Терморегулятор, содержащий последовательно соединенные термочувствительный мост с датчиком-нагревателем в одном плече и усилитель, а также ключ и источник питания, к одним вы" водам которого подключена входная диагональ термочувствительного моста, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и КПД терморегулятора, он содержит импульсный генератор, управляющим входом связан" ф ный с выходом усилителя, а выходомс управляющим входом ключа, через который датчик-нагреватель подключен к другим выводам источника питания.45Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вильнер Г.А. и Кейн В.М. Импульсное регулирование температуры малоинерционных объектов. - "Измерифф тельная техника", 1970, 9 12, с. 4042 (щютотип) .851352. Составитель В. Козловедактор Е,Спиридонова Техред М. Голинка .Корректор М; Кост Заказ 635 иси 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Уигород, ул. Проектная, 4 6ИИИПИло д13035 Тираа 940 Посударственного комитета СССам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,