Терморегулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗСЮ 0 05 Р 23 24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1. М. Еечап 4.очвад Я.Вапйгхо, А ргесв 1 оп Сешрега Сцге сопСго 11 ег".-Юоцгпа 1 оГ рЬуя 1 св апй ЯсепС 1 Г 1 с 1 пяСгцнепСя, 1977, ЯерСешЬег, ч, 10, 9 9, р. 903-905.2. Р 1 огевсц , Ргевсг 1 егеа 1 п соо 1 Ь 1 пагес 1 ва 1 а есЬ 111 Ьгц 1 ц 1 цпе 1 рцпС 1 Йе шавцгаге саге аге сопезСаСй ФпСг-цп ЬгоС СегщогегхвСепСа РС"ИеСго 1. ар 1, ч. ХЧ 11, 1980, 27, 91, 22-26 (поототип).(54 )(57 ) ТЕРМОРЕГУЛЯТОР, содержащий усилитель напряжения, к выходу которого подключены усилители мощности с исполнительными элементами нагрева и охлаждения, цифровой программатор, датчик температуры, включенный в первое плечо измерительного моста, к измерительной диагонали которого подключен вход усилителя напряжения, эадатчик, включенный в противоположное плечо измерительного моста и выполненный в виде двух последовательно соединенных резисторов, между точкой соединения котоА80 рых и вершиной питающей диагонали моста через замыкающие контакты клю чей, управляющие входы которых свя, заны с выходом циФрового программатора, включены тетрады двоично-взвешенных резисторов, соответствующие десятым долям, единицам, десяткам и сотням градусов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в сторону отрицательных температур, в терморегулятор введены дополнительные .три резистора, три ключа, а также дешиФ- ратор, причем первый и второй дополнительные резисторы включены последовательно между первым резистором задатчика и вершиной питающей диа-гонали моста и каждый из них зашунтирован размыкающими контактами первого и второго дополнительных ключей, третий дополнительный резис. тор через замыкающие контакты третьего дополнительноГо ключа включен Я параллельно второму резистору эадатчика, связанному с вершиной измерительной диагонали моста, а управляющие входи дополнительных ключей связаны с выходом сотен градусов циФ- рового программатора через дешиФратор.Изобретение относится к автомати.ческому регулированию температуры, в частности к прецизионным регуляторам температуры, входящим в системы термостатирования измерительных ячеек приборов, предназначенных для массовых определений диэлектрических характеристик диэлектриков.Известен терморегулятор, содержащий мост Уинстона переменного тока, подключенный к входу усилителя напряжения, к выходу которого подключены соединенные последовательно формирователь закона регулирования и усилитель мощности. Датчиком температуры служит платиновый термопреобразователь сопротивления, включенный в одно из плеч моста по трех- проводной схеме. В .другое плечо моста включен трехразрядный декадный эадатчик температуры, который обеспечивает задание температуры в диапазоне от -200 до +50 РОС с дискретностью 1 С. Терморегулятор обеспечиовает стабилизацию одной температуры, разности температур и программное изменение температуры с использованием внешнего программатора (,прецизионного переменного резистора с электромеханическим приводом ) Я .Недостатком известного терморегулятора является необходимость применения для программного изменения температуры внешнего электромеханического программатора с специальной статической характеристикой.Наиболее близким к предлагаемомуявляется терморегулятор, содержащий мост Уинстона с платиновым термопреобраэователем сопротивления, усилитель напряжения, усилитель мощности с исполнительным элементом нагрева и программатор. Задатчиком температуры служат два последовательно соединенных резистора, включенных в противоположное датчику плечо моста, между точкой соединения которых и вершиной питающей диагонали моста через замыкающие контакты ключей, управляющие входы, которых связаны с выходом программатора, включены тетрады двоично-взвешенных резисторов. Номинали резисторов измерительного моста рассчитаны таким образом, что их коммутация осуществляется непосредственно в двоично-десятичном коде, поступающем с выхода программатора, что существенно упрощает схему задатчика и повышает его надежность. Это обстоятельство выгодно отливает терморегулятор от вышеописанного. Терморегулятор обеспечивает стабилизацию температуры от 0 до +500 С,о Выполненный по данной схеме терморегулятор обеспечивает расширениедиапазона задания и регулирования всторону отрицательных температурпо Цельсии), что значительно уйеличивает Функциональные возможности 60 терморегулятора. При этом обеспечивается высокая точность задания температуры и сохраняется оригинальнаясхема управления ключами непосредственно в двоично-десятичном коде, 65 что существенно упрощает схему и . Недостатком данного терморегулятора является отсутствие возможности задания и регулирования отрицательных температур по Цельсию Цель изобретения - расширение диапазона регулирования в сторону отрицательных температур по Цельсиюпри одновременной простоте устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в терморегулятор, содержа.щий усилитель напряжения, к выходукоторого подключены усилители мощности с исполнительными элементами на 10 грева и охлаждения, цифровой программатор, датчик температуры, включенный в первое плечо измерительного моста, к измерительной диагоналикоторого подключен вход усилителянапряжения, задатчик, включенный впротивоположное плечо измерительного моста и выполненный в виде двухпоследовательно соединенных резисторов, между точкой соединения которых и вершиной питающей диагоналимоста через замыкающие контакты ключей, управляющие входы которых связаны с выходом цифрового программатора, включены тетрады двоично-взвешенных резисторов, соответствующиедесятым долям, единицам, десятками сотням градусов, дополнительно введены три резистора, три ключа и дешифратор, причем первый и второй до"полнительные резисторы включены последовательно между первым резистором задатчика и вершиной питающейдиагонали моста и кажднй из них зашунтирован размыкаквиии контактамипервого и второго дополнительных35 ключей, третий дополнительный резистор через замыкающие контакты третьего дополнительного ключа .включенпараллельно второму резистору эадатчика, связанному с вершиной иэмери 40 тельной диагонали моста, а управляющие входы дополнительных ключей связаны с выходом сотен градусов цифрового программатора через дешифратор,С целью повышения точности задайия температуры при высоких температурах 300-500 фС отношение сопротивлений первого резистора эадатчика к второму выбрано равным 20,5,при этом погрешность задания принизких температурах ( 0-300 С) увеличивается незначительно (не более0,2 С),конструкцию по сравнению с традиционными решениями.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства,Терморегулятор содержит усилитель 1 напряжения, усилители 2 и 3 . 5мощности, исполнительный элемент 4нагрева, исполнительный элемент 5 охлаждения, цифровой программатор 6,дешифратор 7, датчик 8 температуры,резистор моста 9 - 11, дополнительные резисторы 12 - 14, задатчик нарезисторах 15 и 16, ключи 17 -176,двоично-взвешенные резисторы тетрад 181-18, дополнительные ключи 19-21, .15Терморегулятор работает следующим образом.В исходном состоянии (температурав термостате равна 0 С, 0 = 46 Ом),все ключи выключены.20При изменении температуры в термостате (вследствие изменений окружающей температуры, колебаний напряжения сети и т.д.) сопротивлениедатчика 8 изменяется, баланс моста. нарушается .и на выходе усилителя 1напряжения появляется сигнал, который в зависимости от полярности сигнала разбаланса включает или усилитель 2 мощности с исполнительнымэлементом 1 нагрева, или усилитель 3мощности с исполнительным элемен;том 5 охлаждения. В результате температура в термостате восстанавливается и в дальнейшем процесс периодически повторяется.При включении одного или нескольких ключей из 17 -176 в зависимости от заданной температуры) параллельно резистору 15 включаются соответствуищие резисторы из 18-186) уменьшая сопротивление задатчика; Врезультате на входе усилителя появляется напряжение разбаланса, включающее усилитель 2 мощности и нагреватель 4. Температура в термостате повышается, сопротивление датчика 8 увеличивается и при некоторомего значении баланс моста восстанавливается.Задание сотен градусов в диапазоне от О до -200 С осуществляется сопомощью кличей 20 диапазон от 0до -100 С) и 19 и 21 диапазон от-100 до -200 С). При этом ключи 171174 всегда выключены. При включенииключа 20 или ключей 19 и 21 последовательно с резистором 15 включаетсярезистор 13 или 12, увеличивая сопротивление задатчика. В результатена входе усилителя появляется напряжение разбаланса, включающее усилитель 3 мощности с исполнительным элементом 5 охлаждения. Температура втермостате понижается, сопротивлениедатчика 8 уменьшается и при некотором его значении баланс моста восстанавливается.Десятки, единицы и десятые долиградусов в диапазоне от -200 до-100,1 С задаются с помощью кличей17- 1716Предлагаемый терморегулятор обеспечивает задание температуры в диапазоне от -200 до +999,9 С и ее реьгулирование в диапазоне - от -200до + 500 ОС у прототипа от 0 до+999,9 ОС),Технико-экономические преимущества предлагаемого терморегулятора посравнении с известными заключаютсяв повышении точности задания температуры ф 0,5 С против2 С и упрощении конструкция,1118976 Составитель Л.ПтенцТехред М.Гергель ектор М.Максимиане едактор А.Ревин аэ 7451/3 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, .Ул, Проектна Тираж 841 ВНИИПИ ГосУдарственного к по делам иэобретений Ъ 113035, Москва, Я,.Раунск