Устройство для регулирования тем-пературы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциал истичесиикРесттубиииОпубликовано 28.02.81. Бюллетень8Дата опубликования описания 10.03.81 аю делам иаебретеиий и открытий(54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин, в частности температуры, с использованием электрических средств. Оно может быть использовано в системах термостатирования с малым временем установления рабочей температуры.Известно устройство для регулирования температуры, обеспечивающее малое время установления рабочей температуры, путем функциональных преобразований над импульсным сигналом, датчик температуры, 1 о сигнал которого усиливается в операционном усилителе и сравнивается в схеме сравнения с сигналом генератора пилообразного напряжения. Генератор пилообразного напряжения запускается управляющими импусльами, которые формируются в схеме синхронизации в начале каждого полупериода напряжения сети. В те отрезки полу- периода, когда пилообразное напряжение превышает сигнал с операционного усилиетля, в схеме формирования формируется 20 последовательность импульсов, которые, усиливаясь в импульсном усилителе, открывают симметричный тиристор, подключающий нагреватель к сети. Нагреватель отключен, если сигнал с операционного усилителя превышает пилообразное напряжение 1.Недостатком такого устройства является сложность его схемы,Наиболее близким по назначению и технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, задатчик температуры, суммирующий усилитель, формирователь сигнала, состоящий из тиристорного усилителя и пороговый блок, выполненный в виде последовательно соединенных запоминающего элемента и усилителя, тиристорный исполнительный элемент, подключенный последовательно с нагревателем, источник питания 2.Недостатком этого устройства является необходимость применения порогового блока, что его усложняет.Цель изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры, содержащем датчик и задатчик температуры, подключенные ко входам суммирую 809107щего усилителя, тиристорный исполнительный элемент, соединенный последовательно с нагревателем, источник питания, выход которого подключен к входу задатчика температуры и к третьему входу суммируюшего усилителя, и формирователь сигнала, включающий в себя первый и второй тиристорные усилителя, выходы которых подключены к входу тиристорного исполнительного элемента, причем вход первого тиристорного усилителя соединен с выходом суммирующего усилителя.К выходу суммирующего усилителя подключен первый вход второго тиристорного усилителя, вход источника питания подключен к вторым входам первого и второго тиристорных усилителей, третий выход второго тиристорного усилителя соединен с выходом тиристорного исполнительного элемента, а второй выход источника питания связан с вторыми входами первого и второго тиристорных усилителей.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема предлагаемого устройства.Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 температуры, задатчик 2 температуры, сум-. мирующий усилитель 3, формирователь 4 сигнала, включающий в себя тиристорный усилитель 5 и тиристорный усилитель 6, тиристорный исполнительный элемент 7, соединенный последовательно с нагревателем 8, и источник питания 9, Датчик 1 температуры подключен к первому входу суммирующего усилителя 3. Задатчик 2 температуры подключен к второму входу суммирующего усилителя 3. Выход источника питания 9 подключен к входу задатчика 2 температуры и к третьему входу суммирующего усилителя 3. Вход тиристорного усилителя 5 соединен с выъодом суммирующего усилителя 3. Выход тиристорного усилителя 5 соединен с выходом тиристорного усилителя 6 и подключен к входу тиристорного исполнительного элемента 7.Датчик температуры 1 (фиг. 2) подключен к резистору 10 (первому входу суммирующего усилителя 3) и к резистору 11. Другой конец резистора 10 подключен к аноду стабилитрона 12 (к первому выходу источника 9 питания), а другой конец резистора 11 соединен с инвертируюшим входом операционного усилителя 13.Задатчик 2 температуры содержит потенциаометры 14 и 15, которые через резисторы 6 и 17 подключены к аноду стабилитрона 12 (к первому выходу источника 9 питания), а через резисторы 18 и 19 к катодам диодов 20 и 21 (к первому выходу источника 9 питания). Средние выводы потенциометров 14 и 15 подключены к анодам диодов 22 и 23, Катод диода 22 (выход задатчика 2 температуры) соединен с катодом диода 23 и подключен к резистору 24 (вто ходом тиристорного усилителя 6) и подключен к катоду диода 32 (входу источника 9 25 питания) и к резистору 33. Другой конецрезистора 33 (третий выход тиристорного усилителя 6) подключен к аноду симметричного тирисгора 7 (выходу тиристорного исполнительного элемента 7). Анод симметричного тиристора 7 подключен к нагревателю 8.Анод стабилитрона 12 источника 9 питания соединен с катодом стабилитрона 3 и катодом диода 32. Анод стабилитрона 34 соединен с резистором 35, другой конец которого подключен к аноду диода 32 и к з 5 аноду диода 36. Катод стабилитрона 12 соединен с катодом диода 37 и с катодом диода 38. Катод диода 32 соединен с анодами диодов 21 и 38. Катод диода 36 соединен с анодами диодов 20 и 37. Катод диода 26 через резистор 38 соединен с управляющим 40 электродом тиристора 30.Устройство работает следующим образом.В суммирующем усилителе 3 (фиг. 2)осуществляется усиление сигнала датчика 1 температуры и сравнение его с сигналом за датчика 2 температуры. Амплитуда сигналазадатчика 2 температуры, формируемого в течение положительной полуволны напряжения сети, устанавливается потенциометром 14 таким образом, чтобы выходной сигнал суммируюшего усилителя 3 закрывал ти 50 ристор 28 при температуре в месте располо 5 1 О 15 20 рому входу суммирующего усилителя 3). Другой конец резистора 24 соединен с неинвертируюшим входом операционного усилителя 13. Выход операционного усилителя 13 (выход суммирующего усилителя 3) подключен к аноду диода 25 (к первому входу тиристорного усилителя 5) и к аноду диода 26 (к первому входу тиристорного усилителя 6), Катод диода 25 через резистор 27 соединен с управлявшим электродом тиристора 28, анод которого (первый выход тиристорного усилителя 5) сондинен с катодом диода 29 (с первым выходом тиристорного усилителя 6) и подключен к управляющему электроду симметричного тиристора 7 (входу тиристорного исполнительного элемента 8) . Катод тиристора 28 (второй вход тиристорного усилителя 5) соединен с катодом тиристора 30 (с вторым входом тиристорного усилителя 6), с анодом диода 2 Э и с анодом диода 31 и подключен к аноду диода 32 (к второму выходу источника 9 питания). Катод диода 31 /второй выход тиристорного усилителя 5) соединен с анодом тиристора 30 (с вторым выжения датчика 1 температуры, равной температуре отслеживания устройства 1 отс 4 Амплитуда сигнала задатчика 2 температуры, формируемого в течение отрицательной полуволны напряжения сети, устанавливается потенциометром 15 таким образом, чтобы выходной сигнал суммирующего усилителя 3 закрывал тиристор 30 при температуре в месте расположения датчика 1 тем10 15 О 25 пературы равной температуре отключенияфорсированного разогрева тотк 1,После включения устройства (при 11 С)в начале положительной полуволны напряжения сети тиристор 28 и симметричный тиристор 7 закрыты. Через диоды 32 и 37 5протекает ток стабилизации стабилитронов 12 и 34, а через диод 20 ток потенциометра 14 задатчика 2 температуры, Суммирующий усилитель 3 формирует сигнал, открывающий тиристор 28. Как только тирисвключения равно приблизительно 30 мкс),включения равно приблизительно 30 мсек),потенциал анода диода 37 и анода диода20 станет практически равным потенциалуанода стабилитрона 12. Диоды 37 и 20закроются. Источник 9 питания и задатчик2 температуры отключается на оставшуюсячасть положительной полуволны напряжения сети, равной по длительности 1250 мкс,но через управляющий электрод симметричного тиристора 7 потечет ток тиристора 28.Как только симметричный тиристор 7 откроектся (время, необходимое для включения, равно приблизительно 100 мкс), потенциал его анода станет практически равным потенциалу анода тиристора 28. Тиристор 28 закроется, но через нагреватель8 буде протекать ток симметричного тиристора 7 в течение всей положительной полуволны напряжения сети,В начале отрицательной полуволны напряжения сети тиристор 30 и симметричныйтиристор 7 закрыты. Через диоды 36 и 38 З 0протекает ток стабилизации стабилитронов12 и 34, а через диод 21 ток потенциометра15 задатчика 2 температуры. Суммирующийусилитель 3 формирует сигнал, открывающий тиристор 30. Как только тиристор 30откроется, потенциал анода диода 38 и35анода диода 21 станет практически равнымпотенциалу анода стабилитрона 12. Диоды21 и 38 закроются. Источник 9 питания изадатчик 2 температуры отключается, но через управляющий электрод симметричного 40тиристора 7 потечет ток тиристора 30. Кактолько симметричный тиристор 7 откроется,потенциал его анода станет практически равным потенциалу катода тиристора 30. Тиристор 30 закроется, но через нагреватель8 будет протекать ток симметричного тиристорав течение всей отрицательной полуволны напряжения сети.Таким образом, нагреватель 8 рассеиваетмаксимальную мощность, что обеспечиваетфорсированный нагрев до температуры 1 ака 50При этом задатчик 2 температуры, суммирующий усилитель 3, источник 9 питанияпотребляют мощность в течение временипорядка 30 мкс, а тиристорные усилители5 и 6 в течение времени порядка 100 мксв начале каждой полуволны напряжения 55сети.Как только температура в месте расположения датчика 1 температуры достигает Таге, выходной сигнал суммирующего усилителя 3 закрывает тиристор ЗО и нагре ватель 8 начинает рассеивать половинную мошность. При темпсрате, равной 1 дл, выходной сигнал суммирующего усилителя 3 закрывает и тиристор 28. Нагреватель 8 не отключается от сети до тех пор, пока температура в месте расположения датчика 1 температуры не станет ниже 1 ртФ и выходной сигнал суммирующего усилителя 3 не откроет тирпстор 28.Таким образом, отслеживание температуры ведется на половинной могцности нагревателя 8.Технический эффект от использования предлагаемого технического решения задачи заключается в упрощении устройства за счет исключения порогового блока, выполненного в виде последовате"ьно соединенных запоминающего элемента и усилителя. Это позволяет уменьшить вес, габаритные размеры и стоимостьстройства для регулирования не менее, чем в 1,5 раза, а также уменьшить мощность, потребляемую задатчиком температуры, суммирующим усилителем, источником питания и тиристорными усилителями в режиме форсированного нагрева не менее, чем в 10 раз.Фор,иулп изобретенияУстройство для регулирования температуры, содержащее датчик, задатчик температуры, подключенные к входам суммируюшего усилителя, тиристорный и исполнительный элемент, соединенный последов - тельно с нагревателем, источник питания выход которого подключен к входу задатчика температуры и к третьему входу сумми рующего усилителя, и формирователь сигнала, включаюший в себя первый и второй тиристорные усилители, вь.хсдь .стори; подключены к входу тирпсторного пгпс":. - тельного элемента, причем вход первого тиристорного усилителя соединен с выходом суммирующего усилителя, отлииаюиее и тем, что, с целью упрощения устройства, ь нем к выходу суммирующего усилителя потключен первый вход второго тпристорного усилителя, вход источника питания подключен к вторым входам первого и второго 1 иристорных усилителей, третий выход в го. рого тиристорного усилителя соединен с выходом тиристорного исполнительного элемента, а выторой выход источника питания связан с вторыми входами первого и второго тиристорных усилителейИсточники информации.принятые во внимание при экспер-изс 1. Авторское свидетельство СССР Чо 289262, кл. б 05 Р 23/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССР61 3302, кл. 6 05 ):) 23/19. 1975Составитель В. Крюковекред А. Бойкас К краж 951 ецов сударственного кизобретений и Ж - 35, Раушс тент, г. Ужгород 11303лиал актор Н. Кузаз 3/55ВН ИПИ Го по делаМоскв ППП Па ректор В. Бутягписное итета СССР открытий я на 6., д, 4/5 ул. Проектная,