Устройство для регулирования температуры

1755264 4Устроиство для регулированиятемпературы раЬотает следующим образом,.5 Напряжения Б на входе 21 и Вна входе 22 имеют одинаковый знак,например, минус. Первый выход амплитудного селектора 20, соединенныйс, входом преоЬразователя 18, естьвыход максимального по модулю значения напряжения из двух входных.Второй его выход, соединенный свходом преоЬразователя 19, - выходминимального по модулю значения15 входных напряжений.Таким образом, при изменениинапряжения 11 от нуля до Б ток 1формируемый на выходе преоЬразователя 18, определяется как20 1 = К,ио (1)где К- коэффициент преобразованияпреобразователя 18, а навыходе преобразователя 19устанавливается ток25 1 = К (2)где Кз - коэффициент преобразованияпреобразователя 19, т.е.через нагреватели протекаетток 30К 1шКО или из (1) К 1 К 1Н (оКОР К, Я К; заданных, например, равных, уровней мощности.Таким оЬразом существенно расширена оЬласть применения устройстваНа чертеже представлена функциональная схема устройства для регулирования температурыУстройство для регулирования температуры содержит первый и второй операционные усилители 1 и 2, дополнительные усилители с первого по (и - 1 ) 3,45, нагреватели с первого по и-ый 6,7,89, образцовый резистор 10, первый и второй резисторы 11 и 12, резисторы делителя с первого по и-й 13, 14,15, 16 регулирующий элемент 17, преоЬразователи 18 и 19 ", напряжение - ток, амплитудный селектор 20, вход 21 опорного напряжения, вход 22 управляюцего напряжения. Точка соединения нагревателя 6 и резистора 10 подключена через резистор 11 и инвертирующему входу усилителя 1, неинвертируюций вход которого соединен с общей шиной, а выход через регулирующий элемент 17 - с другим входом резистора 1 О и через резистор 12 - с инвертирующим входом второго усилителя 2.Неинвертирующий вход усилителя 2 соединен с точкой соединения нагревателя 6 и резистора 10, а выход - с управляющим входом нагревателя 6, Вход 21 является входом опорного напряжения, а вход 22 -, входом управляющего напряжения амплитудного селектора 20, выходы которого соединены через преобразователи 18 и 19 с инвертирующими входами усилителей 1 и 2. Нагрева-. тели 6,7,8. 9, включены последовательно, Другой вывод нагревателя 9 соединен с общей шиной. Резисторы 13, 14, 15 .,16 образуют делитель и включены между точкойсоединения резистора 10 и нагревателя 6. Точки соединения нагревателей и точки соединения резисторов 13, 14, 15 ., 16 родключены соответственно к неинвертирующим и инвертирующим входам усилителей 3,4.5, выходы которых соединены с соответствующими управляющими входами нагревателей 7,8, . 9 35(з)где КО - сопротивление резистора 10,К 1 - сопротивление резистора 12,при суммарном падении напряжения Д 0 Бн на них1 д.К 2или из (2)Б н = КБК 2; (4)где К 2 - сойротивление резистора 11. 5 При этом ток через нагревателизадается постоянным (не менее начального тока стока используемыхтранзисторов), а напряжение на нихопределяется управляющим напряжением 50 Б (4).Суммарная мощность на нагревателяхК 1 К 2Р КЕБАБ03 КО(5) 5. а моцность Р;, выделяемая на каждом из них,К 1 К 2 К,=ККВВ ---- -, (Ь) о КО35 5 17552 где К: - сопротивление -го резистора делителя,и - число резисторов делителя.При дальнейшем изменении напряжения О от О ток 1 , Формируемый на выходе преобразователя 18, определяется какт = к,т, (7)а на выходе преоЬразователя 19 10 устанавливается токФ" КЕо (8)Ток через нагреватели 6,7,89 к 1 к 1цкоЪ ко1при суммарном падении напряжений на нихБН = 1 К 2 = К 20 оК 2, (10)При этом напряжение на нагрева-, 20 телях задано постоянным (определяется минимальным падением. напряжения на регулирующем элементе 17), а ток через них определяется управляющим напряжением Б(9): . 5Суммарная мощность Р на нагревателях и в этом случае определена выражением (5), а Р; - выражением (6) .Анализ схемы устройства показывает, что установка тока через нагреватели осуществляется управлением только одного первого нагревателя 6, включенного в отрицательной обратной связи усилителя 2 и используемого в качестве регулятора тока 1. Установка суммарного. напряжения на нагревателях осуществляется регулирующйм элементом 17, также установленным в обратной связи усили теля 1. Распределение (установка) падений напряжений на всех и нагре" вателях осуществляется и - 1 усилителями 3,45 в соответствии с номиналами и резисторов 13,14,15, 45ооф 16 оТаким оЬразом, обеспечиваются линейное задание мощности на каждом 1-и нагревателе независимо от изменения или разброса их параметров,64 6значительное повышение суммарной рассеиваемой на них мощности.При этом подведение разогреваю- щего тока к установленным, например, в зоне криостатирования микрокриогенных систем (ИКС) последовательно включенным элементам нагревателя осуществляется всего по двум силовым проводам соответствующего сечения.Подведение же управляющего воздействия на затворы транзисторов для обеспечения минимальных теплопритоков возможно с помощью микропроводов минимального сечения Ьлагодаря отсутствию тока управления по цепи. затвор - исток регулируемого элемента. Формула изобретения Устройство для регулирования температуры по авт.св. Р 1675864, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения теплового сопротивления оЬьекта-нагревателя, повышения уровня подводимой тепловой мощности и расширения области применения, в устройство введены и - 1 дополнительных транзисторных нагревателей, делитель напряжения, выполненный на п резисторах, и и - 1 дополнительных операционных усилителей, причем, транзисторный нагреватель соединен с другой шиной питания через последовательно соединенные и - 1 дополнительных транзисторных нагревателей, делитель напряжения подключен параллельно всем последовательно соединенным нагревателям, инвертирующие входы соответствующих дойолнительных операционных усилителей соединены с соответствующими выводами делителя напряжения, неинвертирующие входы - с оЬьединенными выводами соответствующих нагревателей, а выходы подключены к управляющим электрбдам соответствующих дополйительных транзисторных нагревателей.17 Я 264 Составитель А.Ермаковичредактор И.Касарда Техред М.Моргентэл Корректор Н. Буцок ФЕ щф роизводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Г на Заказ 28 ЯВНИИДИ Государст Тираж Подписноеного комитета по изобретениям и открьгиям лри ГКНТ ССС 035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5