Устройство для регулирования температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 С 05 П 23/1 ННЫЙОБРЕ ТЕ ТЕТ СССРИ ОТНРЫТИ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛВСТВУ ОРСИОМ в(71) Институт технической теплофизики АН УССР и Опытное конструкторско- технологическое бюро с экспериментальным производством теплофизического приборостроения Института технической теплофизики АН УССР (72) Н.Н.Базырь, О.А.Геращенко, Г.Н.Дешевых, Н.В.Еедрановский и С,А.Сажина(56) 1. Авторское свидетельство СССР Ф 512393, кл. С 05 0 23/19, 1975.2, Авторское свидетельство СССР Ф 1056712, кл. С 05 Р 23/19, 1984, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термочувствительный резистивный мост, в одно из плеч которого линиями свяи включен термозависимый н тель, расположенныи в удаленном объекте регулирования, и блок управления током моста, подключенный входами к измерительной диагонали, а выходами - к диагонали питания моста,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности регулирования, оно содержит дополнительнуюлинию связи, причем, в плечо мостас термозависимым нагревателем и смежное ему относительно точки измерительной диагонали моста плечо после"довательно с элементами этих плечвключены дополнительные резисторы,соединенные между собой в точке измерительной диагонали, при этом цепьиз последовательно соединенных линийсвязи от термозависимого нагревателя и обоих дополнительных резисторовзашунтирована дополнительной линиейсвязи,10 Изобретение относится к техникерегулирования температуры нагреванияи может быть использовано в нагревныхтермостатах и других изделиях, в которых необходимо обеспечить постоянство температуры при изменении температуры окружающей среды и других тепловых воздействий.Известны мостовые схемы для регулирования стабилизации температуры,использующие термочувствительныймост одновременно в качестве нагревательного элемента (11.Однако эти устройства нельзя применить для стабилизации температурного режима миниатюрных объектов(первичных измерительных преобразователей), эксплуатирующихся в жестких условиях (перепады атмосферногодавления составляют 700 - 10 мм рт. ст.перепады температуры окружающей среды - 180 - 250 С, воздействие потоков теплового излучения - до 5 кВт/м)Установка всех четырех резисторовмоста в объекте регулирования увели,чивает его габариты, значительно снижает надежность, усложняет конструкцию и изготовление, а для первичныхизмерительных преобразователей ухудшает его параметры (инерционность,точность измерения).Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, в котором в малогабаритномобъекте регулирования установлентолько один элемент моста (термозависимый нагреватель), а остальныеэлементы находятся в корпусе электронного регулятора, дистационноудаленного от объекта регулирования 23,Недостатком известного устройстваявляется то, что сопротивление соединительных линий влияет на температуру равновесия моста и таким, об-разом уменьшает точность регулирования температуры.. При этом на точность регулирования температуры влияет не только присутствие сопротивлений линий связи, но их изменение от различных факторов, что встречается при регулировании температуры удаленных объектов, эксплуатирующихся в жестких условиях. Цель изобретения - повышение точности регулирования температуры. Поставленная цель достигается тем,что устройство для регулирования температуры, содержащее термочувствительный резистивный мост, в одноиз плеч которого линиями связи включен термозависимый нагреватель,расположенный в удаленном объекте регулирования, и блок управлениятоком моста, подключенный входамик,измерительной диагонали, а выходами . - к диагонали питания моста, содержит дополнительную линию связи,причем в плечо моста .с термозависимым нагревателем и смежное ему отно 15 сительно точки измерительной диагонали моста плечо последовательнос элементами этих плеч включеныдополнительные резисторы, соединенные между собой в точке измеритель 20 ной диагонали, при этом цепь из по 3следовательно соединенных линий связи от термозависимого нагревателяи обоих дополнительных резисторовзашунтирована дополнительной линией25 связи.На фиг. 1 представлена схемапредлагаемого устройства для регулирования температуры; на фиг. 2 -эквивалентная схема.Устройство содержит резистивный30уравновешенный мост, в плечи которого включены термозависимый нагреватель 1 (К 1), используемый как датчик.температуры и как нагреватель одновременно, высокоомные постоянныерезисторы 2(К 2) и 3(КЗ), дополнительные резисторы 4(К 4) и 5(К 5),низкоомный постоянный резистор 6,и блок управления током моста 7Величины сопротивлений данных резисто 40ров приняты соответственно К 2,КЗ,К 4,К 5,К 6,Выходной диагональю моста служатточки соединения резисторов 2 и 3и резисторов 4 и 5. Разность потенциалов этих точек схемы подаетсяна вход блока управления током моста 7, выход которого подключенк входной диагонали моста.Термозависимый нагреватель 1:размещен в лаборатории объекта регулирования, дистационно удаленном на большое расстояние от устройства,Подключение термозависимого нагревателя к мосту производится по четырехпроводной схеме при помощи. линий связи 8 - 11 (фиг. 1). Вносимые ими сопротивления показаны в виде резисторов 8 - 11 (К 8, К 9,К 10,К 11, фиг.2).1200259 4Таким же образом на баланс моставлияет сопротивление динии 10 связиК 4+К 10(К 10), т,е. соотношение --- темК 4 3Устройство работает следующим образом.Из условия максимальности выделения мощности в термозависимом нагревателе соотношение сопротивления резисторов моста с учетом сопротивлений линий связи должно быть следующим еК 8, К 9,К 10, В.11, Кб К 1 К 2,КЗ,К 4,К 5Сопротивление линии 8 связи (К 8) не включено в мост и поэтому на баланс моста не влияет. Сопротивление линии 9 связи (К 9) включено последовательно с высокоомным резистором 2 (К 2), и поэтому его влияние на положение точки баланса моста определяетК 2+К 9ся соотношением в в - т е чемК 2К 2 мК 9; тем меньше влияние К 9 на баланс моста.(К 9+К 2+КЗ)(К 10+К 11+К 2+КЗ+К 11 ближе к 1, чем К 4 К 10.Сопротивление линии 11 связи (К 11)шунтировано цепочкой резисторов 4и 5, поэтому падение напряжения насопротивлении этой линии связи всег 10 да делится пропорционально отношениюэтих резисторов.П р и м е р, В частном случае,без учета сопротивлений линии связирезистивные параметры моста следую 15 щие: К 2=К 4=100 кОм, КЗ=К 5=2 ком,К 1=100 Ом, К 6=2 Ом. С учетом сопротивлений линийсвязи условие баланса моста выража ется формулойКЗК 6в ) К 11(К 10+К 2+КЗ)(К 10+К 11+К 2+КЗ ) -Кб,Сопротивление линии 8 не входитв формулу потому, что оно не включено в мост.При условии, что К 9=К 10=К 11=0,равновесие моста наступит приК 1=100 Ом.Рассмотрим несколько произвольных условий:К 9=К 10=К 11=10 Ом К 1=100,01 Ом 3К 9=0; К 10=К 11=10 Ом К 1=99,999 Ом;К 10=0; К 9=К 11=10 Ом К 1=100,01 Ом;К 11=0; .К 9=К 10=10 Ом К 1=100,0099 ОмрК 9=К 10=01 К 11=10 Ом К 1=100,00 Ом;К 9=К 11=0; К 10=10 Ом К 1=100,0 Ом;В.10=В.11=0; К 9=10 Ом К 1=100,01 Ом.Как видно из приведенного, погрешность, вносимая сопротивлениемлиний связи, не превышает величиныэтого сопротивления, умноженной наК 10+К 11+К 2+КЗ Кб. 10 З, что при применении в качестве термозависимых нагревателей платиновых или медных термометров сопро-, тивления дает уход температуры стабилизации не более чем на 0,2 К.Таким образом, сохраняя все преимущества применения термозависимого нагревателя для регулирования температуры дистанционно удаленного малогабаритного объекта, предлагаеЗ 5 мое устройство значительно уменьшает влияние линий связи на точность регулирования,. что позволяет повы-сить точность регулирования температуры при эксплуатации объекта 40регулирования на значительном расстоянии и в жестких условиях, воздействующих как на объект, так и на линию связи." .кал ППП ффПатентф, г.Ужгород, ул.Проектная,аказ 7866/53 Тираж 862 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений,и о 113035, Москва, Ж, Раушская