Устройство для регулирования температуры

(54) УСТРОЙСТВО НИЯ ТЕМПЕРАТУР (57) Изобретение ческому регулирован личин, в частности зованием электричес использовано в систе с малым временем температуры, являет изобретения по а. изобретения - рас менения за счет уме ева ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР289262, кл. б 05 Р 23/00, 1969.Авторское свидетельство СССР525934, кл. б 05 Р 23/19, 1975.Авторское свидетельство СССР1078412, кл. 6 05 Р 23/19, 1982. относится к автоматиию неэлектрических ветемпературы, с испольких средств, может быть мах термостатирования установления рабочей ся усовершенствованием с.078412. Цел ь ширение области приньшения времени выхо1309001 да на режим. Для этого устройство для регулирования температуры содержит элементы 1, 2, 3 сравнения, датчик 4 температуры, источник 5 опорных напряжений, формирователь 6 управляющего сигнала, исполнительный элемент 7, нагреватель 8, источник 9 переменного напряжения, источник 10 постоянного напряжения, интегрирующий конденсатор 11, ключи 12, 14 и выпрямители 13, 15, Изобретение при сохранении надежности работы устройства и снижении мощности нагрева в режиме отслеживания Изобретение относится к области автоматического регулирования неэлектрических величин, в частности температуры, с использованием электрических средств, может быть использовано в системах термостатирования с малым временем установления рабочей температуры и является усовершенствованием устройства по авт. св.1078412.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет уменьшения времени выхода на режим.На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство для регулирования темпера. туры содержит первый 1, второй 2, третий 3 элементы сравнения, датчик 4 температуры, источник 5 опорных напряжений, формирователь 6 управляющего сигнала, исполни. тельный элемент 7, нагреватель 8, источник 9 переменного напряжения, источник 10 постоянного напряжения, интегрирующий конденсатор 11, основной ключевой элемент 12 и основной выпрямитель 13. Первые входы первого 1, второго 2 и третьего 3 элементов сравнения подключены к соответствующим выходам источника 5 опорных напряжений. Выходы элементов в 3 сравнения подключены к соответствующим входам формирователя 6 управляющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу исполнительного элемента 7, подключенного последовательно с нагревателем 8 к источнику 9 переменного напряжения, выходы которого подключены к источнику 10 постоянного напряжения. Интегрирующий конденсатор 11 включен между входами первого элемента 1 сравнения. Основной ключевой элемент 12 включен параллельно первому выходу источника 5 опорных напряжений. Выход основного выпрямителя 13 подключен к управляющему входу основного ключевого элемента 12. заданной температуры позволяет осуществить форсированный нагрев до температуры выше температуры отслеживания, что дает возможность применить данное устройство для регулирования температуры в системе термостатирования кристалла умножителя частоты и уменьшить время выхода на режим до 15 мин без увеличения мощности нагревателя, вызывающего нежелательные изменения механических напряжений кристалла. 1 ил. Устройство содержит также дополнительный ключ 14 и дополнительный выпрямитель 15, подключенный водом 16 к второму выходу третьего элемента 3 сравнения, а 5 выходом 17 - к управляющему входу дополнительного ключа, связанного информационным входом и выходом с соответствующими выводами источника 5 опорных напряжений.Первый элемент 1 сравнения выполненна микросхеме 18, выход которой через резистор 19 соединен с анодом диода 20, катод которого соединен с резистором 21 (выходом первого элемента 1 сравнения) и подключен к управляющему входу тиристора 22 Б (первому входу формирователя 6 управляющего сигнала). Другой конец резистора 21 соединен с общим проводом устройства.Второй элемент 2 сравнения выполнен намикросхеме 23, выход которой через резистор 24 соединен с анодом диода 25, катод которого соединен с резистором 26 (выходом второго элемента 2 сравнения) и подключен к управляющему входу тиристорг 27 (второму входу формирователя 6 управляющего сигнала). Другой конец резистора 26 соединен с общим проводом устройства.Третий элемент 3 сравнения выполнен намикросхеме 28, выход которой через резистор 29 соединен с анодом диода 30, катод которого соединен с резистором 31 (выходом третьего элемента 3 сравнения) и подключен к управляющему входу тиристора 32 (третьему входу формирователя 6 управляющего сигнала). Другой конец резистора 31 соединен с общим концом устройства.Датчик 4 температуры подключен к неинвертирующим входам микросхем 8, 23, 28 3 (первым входам элементов 1 - 3 сравнения).Источник 5 опорных напряжений выполнен на резисторах 33 - 35, подключенных одним концом к выходу источника постоянного напряжения. Другой конец резистора 33 подключен к потенциометру 36, средний вы 1309001вод которого (первый выход источника 5 опорных напряжений) соединен с неинвертирующим входом микросхемы 18 (вторым входом первого элемемента 1 сравнения). Другой конец резистора 34 подключен к потенциометру 37, средний вывод которого (второй выход источника 5 опорных напряжений) соединен с неинвертируюшим входом микросхемы 23 (вторым входом второго элемента 2 сравнения) . Другой конец резистора 35 подключен к потенциометру 38, средний вывод которого (третий выход источника 5 опорных напряжений) соединен с неинвертирующим входом микросхемы 28 (вторым входом третьего элемента 3 сравнения). Другие концы потенциометров 37 и 38 соединены между собой и через резистор 39 (дополнительный вход источника 5 опорных напряжений) подключены к общему проводу устройства. Резистор 40 одним концом подключен к инвертирующим входам микросхем 18, 23 и 28. Другие концы резистора 40 и потенциометра 36 соединены с общим проводом устройства.Формирователь 6 управляющего сигнала выполнен на тиристорах 22, 27 и 32, причем катод тиристора 27 соединен с общим проводом устройства, анод тиристора 27 соединен с катодами тиристоров 22 и 32. Анод тиристора 32 через конденсатор 41 соединен с анодом тиристора 22 и с катодом диода 42, анод которого соединен с общим проводом устройства. Анод тиристора 22 через резистор 43 (выход формирователя 6 управляющего сигнала) соединен с управляющим симметричного тиристора 7 (управляющим входом исполнительного элемента 7). Катод и анод симметричного тиристора 7 через нагреватель 8 подключены к входам источника 9 переменного напряжения и к входам источника 10 постоянного напряжения и к входам источника 10 постоянного напряжения.Источник 10 постоянного напряжения выполнен на трансформаторе 44, первая выходная обмотка которого подключена к аноду диода 45, катоду диода 46 и к резистору 47. Другой конец резистора 47 подключен к аноду диода 48 и к катоду диода 49. Катод диода 45 соединен с катодом диода 48 и подключен к конденсатору 50 и к катоду стабилитрона 51 (выходу источника 10 постоянного напряжения). Анод диода 46 соединен с анодом диода 49 и подключен к конденсатору 52 и к аноду стабилитрона 53. Катод стабилитрона 53 и анод стабилитрона 51 подключены к общему проводу устройства. Вторая выходная обмотка трансформатора 44 (дополнительный выход источника 10 постоянного напряжения) подключена к катоду диода 54 (входу основного выпрямителя 13), анод которого через резистор 55 подключен к аноду стабилитрона 56, катод которого соединен с общим проводом устройства.40 45 5055 5 10 15 20 25 30 35 Анод стабилитрона 56 (выход основного выпрямителя 13) соединен с резистором 57 (управляющим входом основного ключевого элемента 12). Другой конец резистора 57 соединен с затвором транзистора 58 и резистором 59, другой конец резистора 59 соединен с истоком транзистора 58 и подключен к общему проводу устройства.Интегрирующий конденсатор 11 подключен между входами первого элемента 1 сравнения.Дополнительный ключ 14 выполнен на транзисторе 60, сток которого подключен к выводу источника 1 О постоянного напряжения, а исток через резистор 61 (выход дополнительного ключа 14) подключен к резистору 39 (дополнительному входу источника 5 опорных напряжений). Затвор транзистора 60 (вход дополнительного ключа 14) подключен к резистору 62 и конденсатору 63 (выходу дополнительного выпрямителя 15) и к аноду диода 64. Другие концы резистора 62 и конденсатора 63 соединены с общим проводом устройства. Катод диода 64 через резистор 65 (вход дополнительного выпрямителя 15) соединен с выходом микросхемы 28 (дополнительным выходом третьего элемента 3 сравнения).Устройство работает следующим образом.Сигнал датчика 4 температуры усиливается и сравнивается в элементах сравнения с опорными напряжениями источника 5 опорных напряжений.Амплитуды опорных напряжений выбираются таким образом, чтобы при закрытом дополнительном ключе 14 выходные сигналы сравнения закрывали: тиристор 22 при температуре, равной и выше 1 , тиристор 27 ггри температуре, равной и выше ас, тиристор 32 при температуре, равной и выше г ., причем где .о - требуемая температура отслеживания;Л 1 - точность отслеживания температуры.Сопротивление резистора 61 выбирается таким образом, чтобы при открытом дополнительном ключе 14 выходной сигнал второго элемента 2 сравнения закрывал тиристор 27 при температуре выше ф, а выходной сигнал третьего элемента 3 сравнения закрывал тиристор 32 при температуре, равной и выше гф. (гф- температура отключения форсированного нагрева).Основной выпрямитель 13 формирует в течение положительной полуволны отрицательное напряжение, запирающее полевой транзистор 58 основного ключевого элемента 12. В течение отрицательной полуволны транзистор 58 открыт и интегрирующий конденсатор1 заряжается до напряжения, величина которого определяется сопротив309001 20 Форлула изобретения Сос"авислв В. Примипын Редактор Н. Егорова Техред И. Верее Корректор Т. Колб Закан 1435 40 Тираж 864 Подписное В 1 ИИПИ Государств нного кочитс 1 а (;(т:Р но делая изобретений и отк ытпй 113035, Москва, Ж - -35, Рашскап наб., д. 45 П 1 топаиодствснно.полиграфическое предприятие, г. Ужгород, л.1 роскгнап, 1лением основного датчика 4 температуры. В течение положительной полуволны происходит сравнение этого напряжения с опорным напряжением, формируемым на потенн,иометре 36.Г 1 РИ ВКЛЮЧЕНИИ УСтРОйСтаа ПРИ 1 ( 1 ккк выходные сигналы элементов сравнения открывают тиристоры 22, 27 и 32. Через управляющий электрод исполнительного элемента 7 протекают токи тиристоров 22, 27 и ток заряда конденсатора 41 в положительную полуволну напряжения сети. В отрицательную полуволну напряжение сети через управляющий электрод исполнительного элемента 7 протекает ток разряда конденсатора 41 через диод 42. В нагревателе рассеивается максимальная мощность, что обеспечивает форсированный нагрев. При этом дополнительный ключ 14 открыт, и через резистор 39 протекает ток, определяющий требуемую температуру отключения форсированного нагрева И. При температуре в месте расположения датчика температуры, равной 1 фп., выходной сигнал третьего элемента сравнения закрывает тиристор 32, отключая формированный нагрев. При этом на выходе дополнительного выпрямителя 15 формируется отрицательное напряжение, запирающее дополнительный ключ 14. Температура в месте расположения датчика температуры понижается. При температуре, равной 1 ч;кс, открывается тиристор 27, а при дальнейшем понижении температуры выходной сигнал первого элемента сравнения начинает открывать тиристор 29 с некоторым фазовым сдвигом, определяемым постоянной разряда интегрирующего конденсатора 11. Мощность, рассеиваемая нагревателем, начицает увеличиваться и при== пп установится динамическое равновесие, необходимое для поддержания требуемой температры.При отказе в основном канале отслеживания (первом элементе сравнения или тиристоре 22) устройство начинает отслежи О вать температуру" или 1 ч , так как постоянная разряда конденсатора 63 велика и дополнительный ключ 14 не открывается за время нагрева объекта.Таким образом, устройство при сохранении надежности его работы и возможности 15снизить могцность цагревателя в режиме отслеживания позволяет осуществить форсированный нагрев дс температуры, выше требуемой температуры отслеживания, и тем самым уменьшить время выхода ца режим. Устройство для регулирования температуры цо авт. св.1078412, отличающееся тем, что, с целью расширения области при менения за счет уменьшения времени вь 1 ходана режим, в устройство введены дополнительные ключ и выпрямитель, подключенный входом к второму выходу третьего элемента сравнения, а выходом - к управляющему входу дополнительного ключа, связанного информационным входом и выходом с соответствующими выводами источника опорных напряжений.