Регулятор температуры

) 1 Ф к пытным",Центральное конструкторское бюро производством АН Белорусской ССР(7) Заяви 54) РЕГУЛЯТОР ТЕИПЕРАТ ится к Овтомэти неэлектрических для поддержарежима в низкогре ого кот влеагре" ь, возы Г)Х;.ада-.ономвания етизм Изобретение относке для регулированиявеличин, в частностиния адиабатическоготемпературных адиабатических калори метрах.Известен регулятор, температуры, содержащий последовательно соединен ные датчик температуры и задатчик программы, выходы которых соединены со входами фотоэлектрического усилителя,. выходом подключенного к одному входу блока управления на вателем, ко второму входу котор подключен запоминающий блок, к о рому подключены последовательно сое диненные ключ, интегратор и пороговое устройство. Выход блока упра ния нагревателем подключен к н вателю, который, в свою очеред действует на датчик температурОднако этот регулятор обл недостаточно широким диапаз енения постоянной интегриро и низкой помехоустойчивостью, так как он представляет собой непрерывную (аналоговую) систему регулирования. Кроме того, отсутствие дифференцирующего канала не позволяет добиться статической и динамической погрешностей, близких к минимально возможным.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электронный цифровой регулятор температуры для предварительного термостатирования теплоносителя в прецизионной калЬриметрии, содержа" щий измерительную мостовую схему, в одно плечо которой включен дат-. чик температуры, а в другое - задатчик, причем измерительная мостовая схема подключена к усилителю постоянного тока, выход которого соединен с фазовым анализатором и делителем частоты тактовых импульсов, второй вход которого соединен с ге" нератором тактовых импульсов, выход50 55 делителя соединен с вторым входом фазового анализатора, последовательно соединенного с реверсивным счетчиком, цифро-аналоговым преобразователем и усилителем мощности, последовательно соединенным с объектом регулирования, содержащим нагреватель и охладитель 21,В данном регуляторе не достигается точное регулирование из-за отсутствия дифференциальной компоненты, которая осуществляет регулирование в высокочастотной области спектра входного сигнала, что приводит к значительным статическим и динамическим погрешностям, невысокой устойчивости работы системы регули-. рования и точности, кроме того, время переходных процессов значительно. Цель изобретения - повышение точности регулятора,Поставленная цель достигаетсятем, что регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения, к входам которого подключены датчик и задатчиктемпературы, гальванометр, блок управления, делитель частоты тактовыхимпульсов, ко второму входу которого подключен первый выход генератора тактовых импульсов, фазовый анализатор, другим входом связанный совторым выходом блока управления, иреверсивный счетчик, а также включенные последовательно цифро-аналоговый преобразователь, усилительмощности и исполнительный элемент,содержит подключенные ко второму выходу генератора тактовых импульсов ивключенные последовательно первыйключевой элемент, двоичный счетчик,второй ключевой элемент и сумматор;,другой вход. которого связан с выходомреверсивного счетчика, Причем второй и третий входы первого ключевого элемента подключены к третьему ичетвертому, а второй и третий входывторого."ключевого элемента - к пятому и шестому выходам блока управления.На чертеже представлена структурная схема регулятора температуры.Регулятор содержит датчик 1 темпеРатуры, задатчик 2 температуры,элемент 3 сравнения и гальванометр4 с установленным на его шкале фотоприемниками. Число фотоприемниковзависит от требуемой точности регу 5 1 О 15 20 25 зо 35 45 лирования. Применение такого гальва. нометра позволяет выполнить дифференцирующий канал в цифровой форме. Кроме того, регулятор температуры содержит блок 5 управления, предназначенный для управления работой каналов регулирования и представляющий собой набор ключей, счетчиков и схем И, срабатывающих по сигналам, приходящим от фотоприемников, генератор 6 тактовых импульсов, первый ключевой элемент 7 (предназначен для запуска счетчика дифференцицирующего канала в момент засветки первого Фотоприемника и выключается во время появления сигналов от после дующих Фотоприемников), делитель 8 частоты тактовых импульсов, двоичный счетчик 9, второй ключевой элементь 10, фазовый анализатор 11, реверсив ный счетчик 12, сумматор 13, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 14, усилитель 5 мощности и исполнительный элемент 16, установленный на объекте регулирования.В регуляторе температуры датчик 1 температуры и задатчик 2 температуры выходами соединены со входами элемента 3 сравнения , выход которого соединен со входом гальванометра 4. Выходы гальванометра 4 соединены с блоком 5 управления. Сигналы с генератора 6 тактовых импульсов поступают на входы первого ключевого элемента 7 и делителя 8 частоты тактовых импульсов, последовательно соеди. ненные первый ключевой элемент двоичный счетчик 9, второй ключевой элемент 10 представляет собой дифФеренцирующий канал. Последовательно соединенные делитель 8, фазовый анализатор 11, реверсивный счетчик 12 представляют собой интегрирующий канал. Далее сигналы со второго ключевого элемента 10 и реверсивного счетчика 12 поступают на сумматор 13. Выход сумматора 13 соединен со входом ЦАП 14. Выход ЦАП 14 - со входом усилителя 15 мощности, выход которого .подключен к исполнительному элементу 16, установленному на объекте регулирования, который, в свою очередь, соединен с датчиком1 температуры.Регулятор температуры работает следующим образом.Сигнал с датчика 1 температуры вычитается из сигнала задатчика 2 темтепературы в элемент 3 сравнениями934457 их разность (сигнал рассогласования)подается на гальванометр 4 с установленными на его шкале фотоприемниками, работающий в режиме высокочувствительного нуль-индикатора, %Сигналы с выходов фотоприемниковгальванометра 4 через блок 5 управления управляют работой первого 7и второго 10 ключевых элеметов,делителя 8 частоты тактовых импуль. сов и Фазового анализатора 11. Присрабатывании первого фотоприемника.открываются первый 7 и второй 10ключевые элементы, разрешая поступление импульсов от генератора 6 на 1двоичный счетчик 9. При прохождении лучом гальванометра второго Фотоприемника первый ключевой элемент 7 закрывается. Таким образом, в счетчик 9записано число импульсов, эквивалентное скорости прохождения луча отпервого фотоприемника до второгоили пропорциональное скорости изменения сигнала разности междудатчиком 1 температуры и задатчиком 25температуры 2,Регулятор температуры, содержащий последовательно соединенныеэлемент сравнения, к входам которо.го подключены датчик и задатчиктемпературы гальванометр, блок управления, делитель частоты тактовых импульсов, ко второму входу ко"торого подключен первый выход генератора тактовых импульсов, фазовыйанализатор, другим входом связанныйсо вторым выходом блока управления,1 и реверсивнй счетчик, а также включенные последовательно цифро"аналоговый преобразователь, усилительмощности и исполнительный элемент.,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности , он содержит подключенные ко второму выхо-.ду генератора тактовых импульсов ивключенные последовательно первыйключевой элемент, двоичный счетчиквторой ключевой элемент и сумматор,другой вход которого связан с выхо"дом реверсивного счетчика, причемвторой и третий входы первого клю"чевого элемента подключены к треть ему и четвертому, а второй и третийвходы второго ключевого элемента - кпятому и шестому выходам блока управления,В Сигнал со счетчика 9 через второй ключевой элемент 1 О поступает на первый вход сумматора 13. На вто- зв рой вход сумматора 13 поступает сигнал с реверсивного счетчика 12, Количество импульсов, записанных в счет.- чик 9, эквивалентно величине сигнала разности между датчиком 1 температуры и задатчиком 2 температуры. Тактовые импульсы генератора 6 через делитель 8 частоты тактовых импульсов подаются на Фазоаый анализатор 11. Фазовый анализатор 11 по ко О мандам , поступающим с блока 5 управления, определяет направление .изменения сигнала разности между датчи-. ком 1 температуры и задатчиком 2 температуры, Если сигнал разности возрастает, импульсы с генератора через делитель 8 и фазовый анализатор 11 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 12. При уменьшении сигнала разности фазовый анализатор 11 направляет эти импульсы на вычи" тающий вход реверсивного счетчика 12. Сумматор 13 служит для объединения сигналов, поступающих от дифференцирующего и интегрирующего .каналов.55 Сигнал с .выхода сумматора 13 поступает на ЦАП 14, который через уси-. литель 15 мощности воздействует на исполнительный элемент 16. Наличие в устройстве дифференци-" 1 рующего звена, состоящего из первого элемента, счетчика 9 и второго элемента, позволяет полнее . решить задачу оптимального регулирования, т.е. ПИД-регулирования В, целях ми" нимизации статических и динамических погрешностей применена ПИД-зависимость обработки информации от рассогласования . Причем ПИД-закон регулирования осуществлен в цифровой Форме.Использование гальванометра с ус" тановленными на его шкале фотоприемниками позволяет достаточно просто по- получить сигнал, пропорциональный скорости изменения сигнала рассогласования, так как скорость луча гальванометра пропорциональна скорости изменения сигнала рассогласования. Скорость же луча гальванометра обратно пропорциональна интервалу времени между срабатыванием первого и вто. рого фотоприемников на шкале галь-. ванометра. Формула изобретения934457 Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе). Авторское свидетельство СССР У 538349, кл. С 05 0,23/22, 1973.