Термостатирующее устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советск и кСоцивттистическивРеспубпик842744 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 30.06.81. Бюллетень24Дата опубликования описания 05.07.81 ло делам изебрвтений и открытий(54) ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТ ия нагревателя, ншунтируется клнезначительна. Воисходит первое окамера остывает.(Г греется из-зао градиента межрой ЬТк =Чк - Тд. Затемшается, а тепловые потериувеличиваются, поэтому ндатчик остывает. Придатчика опустится нижестатирования) и он даст синие нагревателей. Из-за тепности датчика он выклюс запаздыванием при т.=камеры и датчика растет ианалогично вышеизложенноте на датчике, камере и обвозникают затухающие коратуры 2 .Однако в моменты врем= "и т.д. камере сообщамощность, которая не поздиться до температуры Тдет в режим только тогда,колебаний температуры как секц датчиком ность ее = Гу пр вателей и ке Т= т - ратурног ени с= В = тся избыточнаяоляет ей охлаТермостат выйогда амплитуда объекта станет Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры, в частности к нагревным термос-;атам, предназначенным для термостатирования радиотехнических узлов, и может быть использовано в термостатирующих устройствах для различных объектов.Известны термостатирующие устройства, в которых для сокращения времени выхода в режим используются системы форсированного нагрева 1.Недостатком этих устройств является то, что система форсированного нагрева может отключать питание на нагревателях только ниже температуры статирования, т. е. без перегрева, необходимого для сокращения выхода в режим.Наиболее близким к предлагаемому является термостат, в котором параллельно одной из секций нагревателя подключен ключ, управляющий вход которого подключен к блоку памяти, соединенному с выходом усилителя мощности. Процесс выхода в режим этого термостата приведен на фиг, 1. На участке от = вфдо =, температура датчика (кривая 2) запаздывает относительно температуры камеры (кривая 1), так аходящаяся над ючем и мощмомент времени тключение нагреДатчик на участбольшого темпеду ним и камеЬТуменьдатчика в среду ачиная с Х=.стемпература Т (температурыгнал на включеловой инерциончит нагреватели Г ". Температуравсе повторяется му. В результаъекте (кривая 3) лебания темпе 842744меньше требуемой точности термостата. Поэтому длительность выхода такого термостата в режим весьма значительна, особенно н точных термостатах. Цель изобретения - сокращение времени выхода устройства на рабочий режим.Поставленная;ль достигается тем, что терм остатирую шее устройство содержит блок питания, первый ключ, выход которого через первый ограничивающий резистор подключен к первому нагревателю, и последовательно соединенныс термочунствитель - ный мост, блок управления, усилитель мощности и второй нагреватель, а также инвертор, второй и третий ограничивающие резисторы, интегрирующую цепь, В -триггер и второй и третий клюи, выходы которьх, соответственно через второй и третий ограничиваю,цие резисторы подключены к первому нагревателю, вход интегрирующей цепи подключен к блоку питания, а выход - к установочному входу В-триггера, прямой выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, а иннертирующий вход - к первому входу третьего ключа, причем к выходу усилителя мощности подключен орой нхсд клюа и вход иннертора, выход которого соединен со вторыми входами первого и третьего ключей и счетным входом В-триггера, информационный вход которого соединен с общей шиной устрсиства.Благодаря этому, начиная с момента времени с= т,на первый нагреватель, расположенный над датчиком, подается дополнительная мощность такой величины, чтобы температура датчика достигала температуры Тв момент времени с= т", т.е. одновременно с камерой и объектом (законы изменения температуры датчика, камеры и объекта в этом случае показаны на фиг. 1 гунктирными линиями). С момента т= "ф начинаетс стационарный режим работы термостата, колебания температуры н этом случае не возникают. На фиг. 1 изображены кривые неоптимального и оптимальногб выхода в режим; на фиг. 2схема регулятора для оптимального выхода в режим.На фиг. 1 обозначены температура Т, время к температура Тк камеры в момент времени, время т, первого отключения нагревателей и время е - й " включения выключения нагревателей. Регулятор (фиг, 2) содержит термочунстнительный мост 1, блок 2 управления, усилитель 3 мощности, блок 4 питания, первый 5, второй 6, и третий 7 ключи, первый нагреватель 8, первый ограничивающий резистор 9, второй ограничивающий резистор 11, инвертор 12, В = триггер 13, интегрирующая цепь 14, второй нагреватель 15,5 )О 2 О ЭО 35 4 О 45 Устройство работает следующим образом.При подаче питания на устройство сигнал ошибки с термочувствительного моста 1 через блок 2 управления и усилитель 3 мощности включает нагреватель 15. В это время В-триггер устанавливается с помощью цепи 14 так, что на его прямом выходе появляется уровень логической 1, а на иннертирующем выходе - уровень логического О., который закроет ключ. Ключ 6 будет закрыт низким уровнем с выхода ",силителя мощности 3. Таким образом, первый нагреватель 8 будег подключен к источнику питания через резистор 9 и ключ 5, на обоих входах которого устанавливается уровень логической). Изменяя номинал резистора 9 н процессе насгрсйки, можно добиться оптимального перегрева камеры термостатирующего устройства относительно температурь статирования за время ъ; - т,) ри достижении датчиком темературы статирования блок 2 управления через усилитель 3 мощнссти отключит второй нагреватель 15. В это время уровень логической 1 с выхода усилителя 3 мощности откроет ключ 6, а через иннертор 12 закроет ключ 5. Первый нагреватель 8 будет под. ключен к источнику питания через резистор 10, изменяя номинал которого нужно, чтобы температура датчика достигла значения Т одновременно с камерой термостатирующего устройства и объектом термостатирования, т, е. в момент Т".При достижении этого нрсмени произойдет второе включение второго нагревателя 15. Отрицательный фронт напряжения с выхода усилителя 3 мощности через инвертор 12 переключит триггер в состояние, при котором на его прямом выходе будет потенциал логического О, а на инвертирующем выходе - потенциал логической 1. В дальнейшем триггер не будет менять своего состояния, так как на информационном входе Б - низкий уровень напряжения. Уровень логического О с прямого выхода триггера закроет ключи 5 и 6 и в дальнейшей работе сни участноват не будут. Ключ 7, управляемый через инвертор 12 усилителем 3 мощности будет подключать первый нагреватель 8 через резистор 11 одновременно со вторым нагревателем 15. Номинал резистора .1 выбирается, исходя в стационарном режиме.Использование предлагаемого изобретения позволит сократить время выхода в режим устройства термостатиронания на 20 - 30% по сравнению с известным. Зто, н свою очередь, позволит сократить время готовности к работе аппаратуры, в состав которой входит устройство термостатирования.Использование предлагаемого термостатирующего устройства обеспечивает быстрый прогрев и поддержание темчературыобъектов на необходимом температурномуровне.Формула изобретенияТермостатируюшее устройство, содержащее блок питания, первый ключ, выход которого через первый ограничивающий резистор подключен к первому нагревателю, и последовательно соединенные термочувствительный мост, блок управления, усилитель мощности и второй нагреватель, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью сокращения времени выхода устройства на рабочий режим, оно содержит инвертор, второй и третий ограничивающие резисторы, интегрирующую цепь, Р-триггер и второй и третий ключи, выходы которых соответственно через второй и третий ограничиваю. щие резисторы подключены к первому нагревателю, вход интегрирующей цепи подключен к блоку питания, а выход к установочному входу Р-триггера, прямой выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, а инвертируюший вход - к первому входу третьего ключа, причем к выходу усилителя мощности подключен второй вход второго ключа и вход инвертора, выход которого соединен со вторыми входами первого и третьего 10 ключей и счетным входом Р-триггера, информационный вход которого соединен с общей шиной устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР435427, кл. 6 05 Р 23/19, 1972.2. Авторское свидетельство СССР620951, кл. б 05 Р 23/19, 1975 (прототип) .Редактор Н. КешеляЗаказ 5098/57 Составитель С. Стрелецкий Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга Тираж 940 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4