Устройство для регулирования температуры

,8) наякл вка Велико Р 23/24 я заявка франции 5 0 23/24, опубСССР идетел4/24,1981 ьст(про РЕГУащее подкравне ИРОВА- атчик ючения, к госуддрственный комитет сссрпо делАм изОБРетений и откРьГГий) 3492773/18-24 ) 17.09.82 ( ) 28.02.84. Бюл (72) Л.Я.Новиков, А.Д,Хрипунов и Б.В (53) 621.555.6(088 (56) 1. Акцептован британии Р 1468829 опублик, 1977,2. Акцептованна Р 2321813, кл. 0 0 лик. 1977,3, Авторское св по заявке Р 296331 кл, 0 05 Э 23/30,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содерж и задатчик температуры, ные к входам элемента с выходу которого Ь -входом подсоединен первый 15 -триггер, усилитель иподключенный к его выходу уг. авляющим электродом симистор, последовательно с которым к источнику питанияподключен нагреватель, а также формирователь импульсов, связанный входом с источником питания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения, оно содержит соединенныйс входом усилителя прямым выходомвторой РБ -триггер и элемент 2 И-НЕподключенный выходом к 5 -входу второго 1 Б -триггера и-входу первого25 -триггера, первый вход элемента2 Н-НЕ соединен с прямым выходом первого 15 -триггера и к -входом второго 15 -триггера, а второй вход элемента 2 И-НЕ соединен с выходом формиооэателя импульсов,,использовано для автоматическогоподдержания температуры различных,объектов, содержащих электронагревательные элементы.5Известно устройство для регулирования температуры, содержащее задатчик и датчик температуры, подключенные к входу транзисторного усилителяпостоянного тока, выход которого сое Одинен через электронный переключатель, состоящий из последовательносоединенных каскадов, выполненных надинисторе, транзисторе и тиристоре,с управляющим входом симистора и 151 С -цепочкой, Симистор включен в цепьисточника переменного тока последовательно с нагревательным элементом изапускается в положительный полупериод сигналом с выхода электронногопереключателя, а в отрицательный полупериод - током разряда 0 С -цепочки 1Известно также устройство для регулирования температуры, содержащеезадатчик и датчик температуры, подключенные к входам дифференциальногоусилителя, выход которого соединенс управляющим входом симистора, включенного последовательно с нагревательным элементом в цепь источника переменного тока 2,Однако указанные устройства характеризуются пониженной надежностьюв связи с возникновением постоянной 35составляющей тока через источник переменного тока при температурах,близких к заданной, когда симисторпереходит в режим импульсного включения. Это обусловлено различйой 40чувствительностью симистора к токууправления при положительной и отри.цательной полуволнах. напряжения источника питания, приводящей к неодинаковым углам включения симистора вразные полупериоды при одном и томже токе управления. Появление постоянной составляющей тока через источник переменного тока приводит к перегрузке послецнего и, следовательно,снижает надежность устройств для регулирования температуры.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для регулирования темпера"туры, содержащее задатчик и датчик 55температуры, элемент сравнения,первый вход которого соединен с задатчиком, а второй вход - с датчиком температуры, 15 -триггер, 5 -входкоторого подключен к выходу элемента сравнения, элемент 2 И, первыйвход которого соединен с выходомЙб -триггера, первый ждущий мультивибратор, вход которого подключен квыходу элемента 2 И, усилитель, вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, симистор, включенный в цепь источника переменного тока последовательно с нагревательным элементом и подключенный управляющим входом к выходу усилителя, счетный триггер, вход которого соединен с выходом первого ждуцего мультивибратора, второй ждущий мультивибратор вход которого соединен с выходом счетного триггера, а выход - с 1 -входом ЯЬ -триггера, формирователь импульсов из синусоидального сигнала, вход которого подключен к источнику переменного тока, и формирователь импульсов по переднему и заднему фронтам входного сигнала, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов из синусоидального сигнала, а выход - с вторым входом элемента 2 И 31,Недостаток известного устройства обусловлен сложностью.Цель изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные к входам элемента сравнения, к выходу которого 5 -входом подсоединен первый 3 б-триггер, усилитель и подключенный к его выходу управляющим электродом слмистор, последовательно с которым к источнику питания подключен нагреватель, а также формирователь импульсов, входом связанный с источником питания, содер,кит соединенный с входом усилителя прямым выходом второй РБ -триггер и элемент 2 И-НЕ, подключенный выходом к 5 -входу второго Й 5 -триггера и 8 -входу первого-триггера, первый вход элемента 2 ИНЕ соединен с прямым выходом первого б -триггера и к -входом второго Я -триггера, а второй вход элемента 2 И-НЕ соединен с выходом формирователя импульсов.На фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для регулирования температуры (Фиг. 1) содержит задатчик 1 и датчик 2 температуры, элемент 3 сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком 1 температуры, а второй вход - с датчиком 2 =емпературы, первый 15 -триггер 4, 5-вход которого подключен к выходу элемента 3 сравнения, усилитель 5, симистор б, включенный в цепь источника 7 переменного тока последовательно с нагревательным элементом В и подключенный управляющим входом к выходу усилителя 5, формирователь 9 импульсов, вход которого подключен к источнику 7 переменного тока, эле 1076882мент 2 И-НЕ 10 и второй 5 -триггер 11. Первый вход элемента 2 И-НЕ 10 соединен с выходом первого к 5 -триггера 4 и Ц -входом второго к 5 -триггера 11, второй вход - с выходом формирователя 9 импульсов, а выход - с Р -входом первого 15 -триггера 4 к Б-входом второго 15 -триггера 11, выход которого подключен к входу усилителя 5.Задатчик 1 температуры может быть 10 выполнен на базе потенциометра, эапитанного от источника постоянного тока, В качестве датчика 2 температуры может быть использована термопара. Элемент 3 сравнения может быть выполнен на основе стандартного операционного усилителя. Первый 4 и второй 11 Р 5 -триггеры - стандартные элементы, например серийная интегральная микросхема типа К 155 ТМ 2 бКО, 348, 006 ТУ. Усилитель 5 может быть построен на согласующем транзисторном каскаде. Формирователь 9 импульсов может быть реализован на ждущем мультивибраторе, В качестве элемента 2 И-НЕ 10 может быть использована серийная мкк. росхема типа К 155 ЛАЗ бКО 348.006.ТУ.Устройство для регулирования температуры работает следующим образом,Сигналы с задатчика 1 температуры фиг. 2 а, 1) к с датчика 2 температуры фиг.2 а, П) поступают на входы элемента 3 сравнения, который осуществляет сравнение указанных сигналов и усиление разностного сигнала до величины фиг,2 б), необходимой для управления первым 15 -триггером 4 по его 5 -входу.При температуре объекта регулирования, существенно меньшей заданной, что, например, имеет место в начале работы устройства при его включении, разностный сигнал вызывает появление на выходе элемента 3 сравнения сигнала, соответствующего уровню "0" по отношению к б -входу первого 5 - триггера 4. Этот сигнал обеспечивает переключение первого Р 5-триггера 4 в единичное состояние. Сигнал фиг. 2 в) с прямого выхода первого Р 5 -триггера 4 поступает на первый 50 вход элемента 2 И-НЕ 10. На второй вход элемента 2 И-НЕ 10 приходят импульсы (фиг. 2 г), вырабатываемые формирователем 9 импульсов в конце каждого периода синусоидального напря жения (фиг. 2 д) источника 7 переменного тока. Единичный сигнал (фкг,2 в) на прямом выходе первого к 5-триггера 4 разрешает прохождение на выход элемента 2 И-НЕ 10 импульсов (фкг.2 е) 60 инвертированных по отношению к импульсам, поступающим на второй вход элемента 2 И-НЕ 10. Импульсы с выхода элемента 2 И-НЕ 10 приходят на К -вход первого Р 5 -триггера 4 и 5 -вход второго 5 -триггера 11, При нулевом сигнале на 5 в вхо первого 15 - тркг гера 4 импульсы, поступающие на К-вход первого 5 -триггера 4, не изменяют его состояния к на прямом выходе первого 5 -триггера 4 удерживается единичный сигнал, который поступает на Р -вход второго Я 5 -триггера 11, не оказывая влияния на его состояние, Поэтому импульсы, поступающие с выхода эле:ента 2 И-НЕ 10 наб -вход второго 15 -триггера 11, переключают его в единичное состояние. Единичный сигнал (фиг, 2 ж)с прямого выхода второго к 5-триггера 11 поступает на вход усилителя 5, который усиливает этот сигнал до уроння, достаточного для надежного включения симистора б в начале каждого периода напряжения питания иудержания его в этом состоянии практически в течение всего периода напряжения питания. Изменение напря жения на нагрузке 8 показано нафиг. 2 з.По мере повышения температуры объекта регулирования разностный сигнал уменьшается, и при температурах, близких к заданной, сигнал навыходе элемента 3 сравнения начинаетвозрастать вплоть до ограничения науровне, соответствующем максимальному значению "1" на 5 -входе первого 15 -тркггера 4. При переходе уроння сигнала на выходе элемента 3 сравнения через границу между "0" к прекращается удержание первого 15 -триггера 4 по 5 -входу в единичном состоянии, в результате чегоон опрокидывается в нулевое состояние по к -входу очередным импульсом с выхода элемента 2 И-НЕ 10, Одновременно с ним переключается в нулевое состояние и второй 15 -триггер 11, что осуществляется нулевым сигналом, поступающим с прямого выхода первого 5 -тркггера 4 на 1 -вход второго 5-триггера 11. Переключение первого 4 к второго 11 йЬ-триггеров в нулевое состояние происходит в концесоответствующего периода напряженияпитания. В установившемся режиме поддержание заданной температуры обеспечивается путем апериодкческого включения симкстора б, Причем независимо от продолжительности включения сими- стор б включается в начале, а выключается н конце периода напряжения питания фиг. 2 н). Благодаря такому управлению симистором б обеспечивается уменьшение до минимума постоянной составляющей тока через источник 7 переменного тока в процессе кзменения температуры во всем дкапаэоне регулирования, н частности при температурах, близких к заданной.1076882 чества управления процессом регулирования температуры, причемэто достигается при помощи более простой схемы. Кроме того, предлагаемое устройство для регулирования температуры по сравнению с прототипом обеспечивает повышение каоставитель А.Зарубинехред М.Гергель Корректор С.Ыекмар Редактор А.Ога каз 1899 ираж 842Государственноглам изобретенийосква, Ж, Ра писноеР ПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная лиал ВНИИПпо д3035,Пкомитета ССи открытийшская наб.,