Термостатирующее устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Соцналнстнческнк Республик(22) Заявлено 17,1181 (21) 3352788/18-24 5 ) М. Кл.з С 05 0 23/19 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР ао делам изобретенийи открытийОпубликовано 150383. Бюллетень Мо 10 Дата опубликования описания 150333(72) Авторыизобретения В.Г.Воронов, Г.В.Евстратов и В.Т.Дейнега Харьковский ордена Ленина политехнический 1 институт им. В.И.Ленина(54) ТЕРМОСТАТИРУ 1 ПЦЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к технике автоматического регулирования темпера- турц, а более конкретно к системам управления термостатами, предназначенными для термостатирования различных радиоэлектронных элементов автоматики в условиях, когда температура статирования всегда выае (или всегда ниже) температуры окружающей среды, а также относится к электри ческим самонастраивающимся(оптимальным по быстродействию) системам. Управления объектами с распределенными параметрами при неполном измере-. нии состояния объекта и.при ограничениях на управление и на максимальную температуру тела.Известно термостатирующее устройство, содержащее термочувствительный мост, подключенный к блоку управления, к выходу которого через последовательно соединенные ключевой элемент и усилитель мощности подключен нагреватель, а также содержащее подключенные к выходу ключевого элемента последовательно соединенные генератор линейно воэрастакщего напряжения и пороговой элемент, выход которого подключен к одному из плеч термочувствительного моста ). 11. Недостатком известнсго устройстваявляется низкое быстродействие.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату к изобретению является термостатьдтющее устройство, содержащее термо" чувствительный мост и задатчик темпе" ратур, подключенные к блоку управления, компаратор, последовательно соединенные генератор монотонно возрастающего напряжения и первый пороговый элемент, последовательно соединенные основной усилитель мощности и исполнительный элемент, а также подключенные к первому выходу блока ;управления последовательно соединен.ные блок памяти начальной температуры, дифференциальный усилитель, второй пороговый элемент, смеситель видеоимпульсов и управляющий триггер, а, кроме того, содержит инвертирующий повторитель и коммутатор напряжений, первый и второй входы которого соединены с выходами компа ратора и блока управления, а выходкоммутатора напряжений связан со входом основного усилителя мощности, причем второй вход дифференциального усилителя связан с выходом задат чйка"температуры, а выход - со вхо 1004995дом компаратора и со вторым входом первого порогового элемента, выходом связанного со вторым входом смесителя видеоимпульсов, вход инвертирующего повторителя связан с выходом генератора монотонно возрастающего напряжейия,а выход - со вторым входом второго порогового элемента, выходы управляющего триггера подключены к управляющим входам коммутатора на-,пояжений С 2 3.Недостатком данного устройстваявляется его сложность для работы в тех условиях, когда заранее извест но, что температура статирования всегда выше (или всегда ниже) температуры окружающей среды.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности. Поставленная цель достигается тем,что термостатирующее устройство, содержащее включенные последовательно термочувствительный мост, блок управления, коммутатор напряжения, основной усилитель мощности и основнойисполнительный элемент, а также подключенный выходом через последова. 25 тельно соединенные коммутатор напрядом дифференциального, усилителя, вторым входом соединенного с вторым вхо" дом блока управления и с первым выходом источника задающих напряжений,вторым выходом подключенного к второ-му входу первого компаратора,содержит второй компаратор, первым входом соединенный с выходом дифференциального усилителя, вторым входом " с, первым выходом генератора монотонно возрастающего напряжениявыходомс входом управляющего триггера.На Фиг. 1 изображена блок-схема термостатирующего устройствами на фиг. 2 в .Функциональная схемами. блока памяти и генерййора монотонно возрастающего напряжения.Термостатирующее устройство (см. фиг. 1) содержит термочувствительный мост 1, блок 2 управлений, коммутатор 3 напряжений, основной усилитель 4 мощности, основной исполнительный элемент 5, блок б памяти, дифференциальный усилитель 7, генератор 8 монотонно возрастающего напряжения, первый компаратор 9, уп-. жений и Форсирующий усюитель мощности к Форсирующему испопнитепьному элементу первый компаратор, геиера- ЗО . тор монотонно возрастающего напряжения, блок памяти, дифференциальный усилитель, источник задающих напряжений и управляющий триггер, выходами связанный с третьим и четвертым эхо дами блока коммутации напряжений, причем блок памяти первым входом связан с вторым выходом блока управления и с первым входом первого компаратора, а выходом - с цервым вхо" 4 О равляющий триггер 10, второй компаратор 11, формирующий усилитель 12 мощности, Форсирующий исполнительный элемент 13, источник 14 задающих напряжений (задатчик). Клемма, на которую подается установочный сигнал (сброс), обозначена позицией 15,.Кроме того, блок б памяти (см. фиг, 2)содержит логический элемент И 1 б, счетчик 17 импульсов, первый 18 цифроаналоговьй преобразователь 18, НЗ-триггер 19, третий компаратор 20.Генератор 8 монотонно возРастающего напряжения (см. Фиг. 2) содержит генератор 21 импульсов, стабилизированный кварцем, делитель 22 частоты счетчик 23 импульсов, второй цифроаналоговый преобразователь 24,В таком устройстве в качестве исполнительных элементов (основного 5 и форсирующего 13) могут применяться как всевозможные электрические нагреватели (охладители), так и управляемая реверсивная термобатарея. Кроме того, в таком устройстве датчик температуры термочувствительного моста 1 желательно размещать вблизи исполнительных элементов 5 и 13,т.е. на входе объекта управления,Термостатирующее устройство работает следующим образом,При включении питания на блоки бр8 и 10 через входной зажим 15 подается установочный сигнал (сброс),который устанавливает схему в исходнов положение. После этого блок памяти б получает из блока 2 управления и хранит в течение переходногопроцесса начальное значение температуры объекта, которое непрерывно ввиде. постоянного напряжения поступает, на вычислительную схему, состоящую из блоков 7-10 и определяющуювремя форсированного разгона объекта в режим. Начало и конец временифорсированного разгона формируетсятриггером 10, который управляет работой коммутатора 3, переключающегоканалы форсированного разгона итермостабилизации на заданном конечном значении. С первого выхода источника 14 задающего напряжения наблоки 2 и 7 поступает напряжение ,задания температуры статирования,а со второго выхода на компаратор 11поступает напряжение Озадания мак.симально допустимой температуры навходе теплофизического объекта. Вначальный момент второй компаратор 11 переводит усилители 4 и 12мощности в режим насыщения. Последние, в свою очередь, выводят соответствующие испопнительные элементы 5 и 13 на попную мощность. Температура в термостатирующем устройстве начинает возрастать с максимальНой скоростьЮ и, если температурадостигает. предельного значения, то второй компаратор 11 ограничивает ее на этом уровне до конца Форсированного разгона. Второй компаратор 11 на этОМ промежутке времени работает как релейный регулятор. При этом интервал времени от начала переходного процесса до момента, срабатывания управляющего триггера 10 пропорционален перепаду между заданной температурой статирования и начальной температурой объекта. После окончания Форсированного разгона блок 2 управления отрабатывает оаибку рассогласования в соответствии с зало" женным в него законом регулирования. 15Рассмотрим работу блока б памяти и генератора 8 монотонно возрастающего напряжения (см. Фиг. 2).Установочный сигнал(сброс) устанав.ливает счетчики 17 и 23 импульсов и триггер 19 в исходное (нулевое) положение. После этого импульсы с выходов элемента И 16 и делителя 22 частоты заполняют соответствующие счетчики 17 и 23 импульсов, а на выхо дах сответствующих преобразователей 18 и 24 появляется монотонно возрастающее напряжение. Наклон монотонно возрастакщего напряжения генератора 8 регулируется с помощью переда-ЗО точного коэффициента к делителя 22 частоты. Напряжение с выхода преоб.разователя 18 непрерывно сравнивается с входным ( запоминаемым напряжением на компараторе 20. В момент ра- З 5 венства этих напряжений компаратор. 20 срабатывает, перебрасывая триггер 19 в другое состояние. После этого триггер 19 запрещает прохождение импульсов с генератора 21 на вход счетчика 17. Таким образом, 40 на выходе цифроаналогового преобразователя 18 запоминается значение входной величины блока б памяти иа сколь угодно длительное время, Время запоминания входного напряжения 45 блоком б памяти очень мало по срав- . нению с временем переходного процесса в термостатирующем устройстве и зависит от частоты генератора 21 импульсов,Использование предложенного изобретения позволяет упростить устройство и тем самым повысить его надеж" ность.Формула изобретенияТврмостатирующее устройство, содержащее включенные последовательнотермочувствительный мост,. блок управления, коммутатор напряжения, основной усилитель мощности и основнойисполнительный элеМент, а так-:е подключенный выходом через последовательно соединенные коммутатор напряжений и Форсирующий усилитель мощности к Форсирующему исполнительномуэлементу первый компаратор, генератор монотонно возрастающего напряжения, блок памяти, дифференциальный усилитель, источник задающихнапряжений и управлякщий триггер,выходами связанный с третьим и четвертым входами блока коммутации напряжений, причем блок памяти первымвходом связан с вторым выходомблока управления и.с первым входомпервого компаратора, а выходом - спервым входом дифференциального усилителя, вторым входом соединенногос вторым входом блока управлеиояи с первым выходом источника задаю"щих напряжений, вторым выходом подключенного к второму входу первогокомпаратора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, оносодержит второй компаратор, первымвходом соединенный с выходом дифференциального усилителя, вторым входом - с первым выходом генератора,монотонно возрастающего напряжения,;а выходом - с входом управляющеготриггера.Источники инФормации,принятые во внимание прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 549792, кл. 6 05 0 23/24, 1977.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2922725/18-24,кл . 6 05 С 23/19, 1980 (прототип),1004995 Составитель.Л.Птенцоваактор М.Келемеш Техред М,Тепер Корректор Г,Огар е Заказ ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проек фил 89 б/61 Т НИИПИ Государ по делам иэо 113035, Москвааз 872 Подпивенного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д,