Способ регулирования температуры и устройство для его осуществления

1 Е 11 5 1) 23/19 ЕНИЯ А ВТОРСКОМ ДЕТЕЛЬСТВУ ван ри соэд печивае соб обе регулир аналитич предвар ти стат окружаюэующеепературно соедружающеходы ПА 1 чаютс орого к тносится к терможет быть исполь" с. и туры.произ. рениятермсред е мп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО иэОБРетениям и ОТКРыти 11 мПРИ ГННТ ССО АНИЕ ИЗОБ(46) 23.0.89. Бюл. 9 27 (1) Харьковский политехнический ин ститут им. В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1264151, кл. С 05 Э 23/19, 1985,Авторское свидетельство СССР 9 1434415, кл. С 05 0 23/19, 1986. (54) С 11 ОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУ РЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение орегулированию и мо Изобретение относится к прецизионному термостатированию и может быть использовано при регулировании температуры с использованием принципа компенсации статической ошибки терморегулирования в случае, когда датчик температуры расположен не на объекте термостатирования.Цель изобретения - повьппение .точности регулирования за счет компенсации статической ошибки.На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего способ регулирования температуры; на фиг.2 - схема измезависимости статической ошибкиостата от температуры окружающей ойство содержит термостат 1 ой 2, нагреватели 3, датчик ратуры,датчик 5 температуры ании термостатов. Спот повышение точностивания за счет компенсацииеской ошибки термостата потельно измеренной зависимосческой ошибки от температурыей среды. Устройство, реалипособ, содержит датчик темтермостата и последовательненные датчик температуры оксреды, АЧП, ППЗУ и ЦАП, Выи датчика температуры подя к входам сумматора, выходсоединен с регулятором,иным выходом к нагревателям,ф-лы, 2 ил,окружающей среды, перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ) 6, эадатчик 7 температуры, регулятор 8, сумматор 9, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1 О и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 11. Для измерения зависимости статической ошибки термостата от температуры окружающей среды используются также аналогоцифровые преобразователи 10, 12, и 13, блок 14 вычитания, таймер 15 и эталонный датчик 16 темпераРегулирование температурыводят следующим образом.Перед началом регулирования определяют зависимость статической ошибки термостата от температуры окружающей среды, для чего помещают термостат в климатическую камеру не показана), температуру в которой изме149576 явит "-;О всем возможном диапазоне температур внешней среды, при этом на внешней поверхности термостата 1 устанавливают датчик 5 температуры ок 5 ружающей среды. В центре термарегуляруемой области, .т,е, в центре рабочей камеры 2, где необходимо поддерживать температуру постоянной, помещают эталонный датчик 16 температуры, при этом выходы датчиков 16 и 4 черезАЦП О я 12 соответственно подкюпачены к входам блока 14 вычитания, а выход датчика 5 температуры через АЦП 13 соединен с адресной шиной ППЗУ 6, длина данных которого подключена к выхоцу блока 14 вычитания, а вхоц управления записью - к выходу таймера 14 и входам стробирования АЦП 10, 12 я 13 Температу" 20 ру климатической камеры выводят на минимальное значение а затем по коианде "Пуск" линейно изменяют до верхнего значения, при этом регулятор 8 поддерживает температуру каме ры 2, Одйако пря различных температурах внешней среды статическая ошибка термостатчрованяя различна, и она характеризуется вьиодньщ кодом блока 4 вычитания, а выходной код АЦП 12 30 -,;ар:1 теряэует тем эратуру внешней средь:Через Одянаковь 1 е промежутки времени в ППЗУ 6 в последовательные ячейкя Осуществля 1 от запись кода, про порцяонального статической ошибке,прн этом путем стробярования АЦП 10, 12 я 13 добиваются неизменности их вьгходных кодов ь- иомент загиси. Таким Образом, Б ППЗУ б хранятся коды кор рекцяя в Функции температуры окр 9 жаюй щей среды. Далее датчик 5 температуры, АЦП 13 и ППЗУ 6 включаются в систему регулирования таким образом, что ППЗУ 6 работает в режиме считы ваняя, я его выходной сигнал, суммируясь с сигналом датчика 4 температуры Обеспечиват независимость точности термостатярованяя От температуры внешней средь",.50Прн работе термостага в режиме регулирования температуры производится непрерывное измерение температуры внешней среды при помощи датчика 5 температуры., помещенного на внешней поверхности термостата 1. Из ППЗУ 6 с заданной дискретностью считывается сигнал коррекция, величина которого Опоецеляется температурой внешне 3среды, измеренной датчиком 5 температуры. Сигнал коррекции суммяруется с сигналом датчика 4 так, что их сумма, являющаяся сигналом обратной связи для регулятора 8,сопрееляет истинное значение температуры в центре камеры 2.Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим образом.При работе термостата 1 на выходе датчика 4 вырабатывается сигнал, пропорциональный температуре камеры 2 в точке расположения датчика 4, а на выходе датчика 5 - сигнал, пропорциональный температуре внешней среды, поэтому с выхода ППЗУ 6 считывается код сигнала коррекции, величина которого зависит от сигала датчика 5, преобразованного при помощи АЦП 10 в цифровой код.Код сигнала коррекции с выхода ППЗУ 6 преобразуется в аналоговый сигнал при помощи ЦАП 1 и поступает на второй вход сумматора 9, на первый вход которого поступает сигнал с выхода датчика 4 температуры, Таким образом, в каждый момент времени вырабатываемое на выходе сумматора 9 напряжение пропорционально не температуре точки, в которой расположен датчик 4., а температуре точки камеры 2, в которой расположен объект.термостатирования, что приводит к точной компенсации термостата, т.е, в сигнале обратной связи, снимаемом с выхода сумматора 9, нет паразитной составляющей, зависящей от темпера.туры окружающей среды, так как в зависимости от нее ППЗУ 6 вырабатывает различные коды коррекции.Поэтому управляющее воздействие регулятора 8 при любых температурах внешней среды пропорционально только разности между заданной и истинной температурами объекта, а ошибка, вно-, симая в сигнал управления из-за расположения датчика 4 не на объекте управления, полностью компенсируетсячпри всех возможных температурах окружающей среды выходным сигналом ППЗУ 6. Выходной сигнал регулятора 8 воздействует нй нагреватели 3 и этим под- ,ерживает заданнее значение темпера- .отуры в камере термостата в месте расположения термостатируемого объекта.Способ регулирования и устройство, его реализующее, обеспечивают высо 5 1 495;кую точность термостатирования в широ-,ком Диапазоне температур окружающейсреды.Формула изобретения 1, Способ регулирования температуры термостата, заключающийся в измерении температуры внутри термостата,измерении температуры окружающей термостат-среды, формировании по ее зна"чению корректирующего сигнала, регулировании температуры по суммарному сигналу температуры внутри термостата и корректирующему сигналу, о т -15л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности регулирования за счет компенсации статическойошибки, корректирующий сигнал формируют по априорной зависимости статической ошибки термостата от температуры окружающей среды,2. Устройство для регулированиятемпературы, содержащее термостат 63 6с расположенньфи в его камера датчиком температуры и нагревателями, задатчиктемпературы регуляор, сумматор и датчик температуры окружающейсреды расположенный на нижней стенке термостата, причем датчик температуры подключен к одному из входовсумматора, подключенного выходом кодному из входов регулятора, другойвход которого подключен к выходу задатчика температуры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,.с целью повышения точности регулирования за счеткомпенсации статической ошибки, устройство содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, перепрограммируемое запоминающее устройство и цифроаналоговыйпреобразователь, соединенный выходомс Другим входом сумматора, а выходдатчика температуры окружающей средысоединен с входом цифроаналоговогопреобразователя,1495763 Редакт к Заказ 426545 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 КНТ С Производственно-иэдател оставит ехред И