Регулятор скорости изменения температуры

Союз Сфввтских Социалистических Рвспублии(22) Заявлено 04.03. 80 (21) 2893356/18-,24с присоединением заявки Йо(51)М, Кл,6 05 0 23/19 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРЬ Изобретение относится к автоматическим устройствам регулированиятемпературы в закрытых объемах,преимущественно в термокамерах, и предназначено для использования в испыта-тельной технике и в системах управления технологическими процессами.Известны цифровые регуляторы скорости изменения температуры, которые .используются в.составе программныхрегуляторов. Такие регуляторы.обладают высокой точностью 111.Недостатком известных регуляторовявляется необходимость постоянной.установки начальных условий при переходе с одного температурного режимана другой,Наиболее близким к предЛагаеиомупо технической. сущности являетсярегулятор, содержащий задающий гене Оратор, цифровыеделители частоты,реверсивный счетчик, цифро-аналоговыйпреобразователь, сравнивающее устройство и схему управления 123 .Однако в известном устройстве регулирование скорости изменения температуры можно производить только отодного и того же значения температуры, которое устанавливается переключателем возврата. Для автономного ЗО 2регулятора скорости необходимо, чтобырегулирование производилось не от заранее заданного значения, а от имеющегося значения температуры в регулируемом объеме, В цифровых регуляторах могут иметь место сбои в работе, что приводит к нарушению всего технологического процесса.Цель.изобретения - расширение области применения цифровых.Поставленная цель достигается тем, что регулятор скорости изменения температуры содержит датчик температуры, последовательно соединенные первый задающий генератор импульсов и цифровой делитель чаСтоты, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, элемент сравнения и блок управления, причем второй вход элемента сравнения подклю- чен к выходу датчика температуры, а также компаратор с зоной нечувствительности и последовательно соединенные второй задающий генератор импульсов и блок переключения, второй вход которого подключен к выходу цифрового делителя частоты, а выходко входу реверсивного счетчика,причем входы компаратора соединены совходами элемента сравнения, а выход с третьим входом блока переключения,Кроме того, блок переключения содержит элемент НЕ и элемент 2 И-ИЛИ,выход которого соединен с выходом блока переключения, первые входы - с первым и вторым входами блока переключения, а вторые входы - с выходом и входом элемента НЕ, вход которого соединен с третьим входом блока переключения.На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 гистерезисная кривая.Регулятор содержит последовательно соединенные первый задающий генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, один из выходов которого через переключатель подключен ко второму входу блока 3 переключения, подсоединенной через переключатель к реверсивному счетчику 4, выходы которого подключены к соответствующим входам цифро-аналогового преобразователя 5, который подсоединен к одному из входов элемента 6 сравнения и компаратора 7 с зоной нечувствительности. Другие входы элемента 6 сравнения и компаратора 7 подключены к шине поступления сигнала с датчика 8, а выходы, соответственно, к блоку 9 управления и к исполнительному органу и к третьему входу блока переключения, первый вход которого подсоединен к выходу второго задающего генератора 10 импульсов. Блок переключения содержит логические элементы 2 И-ИЛИ 11 и НЕ 12. Первый и второй входы блока 3 переключения одновременно являются первыми входами логического элемента 2 И-ИЛИ 11, вторые входы которого соединены со входом и выходом логического элемента НЕ 12 и является третьим входом блока переключения. Выход логического элемента 11 является однозременно выходом блока 3 переключения. Блок 3 связан с блоками 2 и 4 ,через переключатели 13 и 14.Регулятор работает следующимобразом.Сигнал стабильной частоты с первого задающего генератора 1 поступает на вход делителя 2, имеющего семь выходов для формирования различных скоростей изменения температуры. Переключение на нужную скорость осуществляется с помощью переключателя 13, с выхода которого сигнал поступает на блок 3 переключения, а с его выхода - на переключатель 2, с помощью которого изменяется направление счета реверсивного счетчика 4. С выхода реверсивного счетчика двоичный код поступает на соответствующие входы цифро-аналогового преобразователя 5, на выходе которого формируется линейно изменяющееся напряжение, соответствующее,заданной скорости изменения температуры. С выхода цифро-аналоговогопреобразователя сигнал поступает наодин вход элемента 6 сравнения, надругой вход которой поступает сигнал с датчика 8. На выходе элемента6 сравнения формируется уровень на,пряжения, соответствующий разности сигналов датчика и цифро-аналоговогопреобразователя, Это напряжение пода 0 ется на блок 9 управления нагревателем или холодильным агрегатом в зависимости от типа температурной камерыи способа регулирования температурыв ней. С выхода схемы управлениясигнал поступает на исполнительный ор 15ган, в частности, на нагреватель,Кроме того, сигналы с датчика ицифро-аналогового преобразователя ноступают на вход компаратора 7.Если абсолютная величина разности33 входных сигналов не превышает критического значения Ь О, , то на выходе компаратора присутствует логическая единица. При Й Ор ) ЬО д .кр,компаратор переходит в состоянйе логического нуля и находится в нем дотех пор, пока Ь Оне станет равнымнулю, т.е. пока сигналы с датчика ицифро-аналогового преобразователяне уравняются (фиг.2).Таким образом, настроив компараторна величину Ь О., больше величинывозможных колебаний температуры в камере, можно добиться исключения еговлияния на процесс регулирования скорости изменения температуры,При включении регулятора, когдареверсивный счетчик находится в произвольном состоянии, и следовательно,ЬО можЕт иметь значение большеЬОз 1.цр, срабатывает компаратор и40 переключает выход схемы переключенияот цифрового делителя на выход второго задающего генератора 10. В результате этого происходит быстрыйпересчет. реверсивного счетчика до4 тех пор, пока 6 О, не станет равнымнулю, т.е. пока на выходе цифроаналогового преобразователя не установится сигнал, соответствующий температуре,в камере в данный моментвремени. Компаратор установится всостояние логической единицы и подключит выход схемы переключения к выходу цифрового делителя, выходнойсигнал цифро-аналогового преобразователя начнет изменяться с заданнойскоростью, что соответствует нормальной работе регулятора.Аналогично работает компаратор.припоявлении сбоев в работе регулятора,превышающих Ь О , . Ошибка регулиро 0 вания автоматически компенсируется,что повышает надежность работы регулятора.Максимальная погрешность установкиначального условйя и компенсациисбоев определяется величиной зоны,1. Патент Сйй У 3321608, 35 кл. О 05 О 23/19, 1971.2. "Приборы для научных исследо"ваний". 1972, Ю 7, с. 56-58 (лрототип). т, е. Ь О ьх кр . Величина Д О, кр, устанавливается немногим более величины предельно допустимых колебаний температуры в камере, а следовательно, и Д О,кр, . ЯвлЯетсЯ ДопУстимой по- грешностью для данной камеры. Если допустимые колебания температуры в ,камере стремятся к нулю, то и д О кр, стремится к нулю. Вероятность появления ошибки равной Ь О , очень мала.В диапазоне регулируемых темпера-, тур 0600 С вероятность появления погрешности равной Д ОВх кр. При регулировании скорости изменения температуры через 1 состаВит Р Ф 0,0017,Введение в состав регулятора ско рости изменения температуры компаратора, с зоной нечувствительности второго задающего генератора импульсов и блока переключения выгодно отличает предлагаемый регулятор скорости из менения температуры от известного, так как расширяется область применения регулятора, который может быть использован не только в составе программного регулятора, но и автономно без оперативного вмешательства в процесс регулирования, Повышение надежности позволяет избежать сбоев в процессе работы регулятора, что особенно важно при его использовании в камерах, предназначенных для климатических испытаний различных изделий. Сбои в работе регулятора могут привести к тепловому удару, что недопустимо для ряда испытуемых иэделий.формула изобретения1. Регулятор скорости изменения температуры, содержащий датчик температуры, последовательно соединенные первый задающий генератор импульсов и цифровой делитель частоты, а,также последовательно соединенные реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, элементсравнения, и блок управления, причемвторой вход элемента сравнения подключен к выходу датчика температуры,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения области применения, он содержит компаратор с зонойнечувствительности и последовательно соединенные второй задающий генератор импульсов и блок переключения, второй вход которого подключенк выходу цифрового делителя частоты,а выход - ко входу реверсивного счет"чика, причем входы компаратора соединены со входами элемента сравнения,а выход - с третьим входом блокапереключения.2. Регулятор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок переключения содержит элемент НЕ и элемент 2 И-ИЛИ, выход которого соединенс выходом блока переключения, первыевходы - с первым и вторым входамиблока переключения, а вторые входы -с выходом и входом элемента НЕ, вход .которого соединен с третьим входомблока переключения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе883879 Составитель Л. Птенцов Техред М.Рейвес:; . К актор Н, Рогулич ктор Н ая илнал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 каэ 10230/72 Тираж 943 ВНИИПИ Государст по делам иэоб 113035, Москва, Ж-ЗПодписноенного комитета СССРтений и откритийРаушская наб., д. 4/5