Устройство для регулирования температуры

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическиеРеспубликпю лапам иэебретеиий и отермтий(54 ЕГУЛ ИРОИ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления тепловыми процессами, в частности для автоматического регулирования электрических печей.Известны устройства регулирования температуры, основанные на сравнении сигналов датчика температуры и задающего устройства и состоящие из нагревателя, термопары, задатчиков, компаратора и усилителя мощности 11 и 2.Недостатками этих устройств являются пониженная точность поддержания температуры вследствие сравнения сигналов только по амплитуде и зависимость режимов работы входящих узлов от напряжения питания и условий эксплуатации,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор температуры нагревательного элемента, содержащий нагреватель с термопарой генератор импульсов, компаратор (на двух транзисторах, соединенных по схеме дифференциального усилителя) с задающим устройством на одном из его входов, узлом запрета в виде триггера Шмитта и соединенный с нагревателем силовой усилитель 3.Подача энергии к нагревательному элементу постепенно увеличивается или уменьшается в соответствии с изменением пилообразного выходного сигнала генератора, управляемого сигналом, соответствующим температуре нагревательного элемента, Однако точность поддержания температуры регулятора недостаточно высока вследствие того, что при падении темпе ратуры ниже уровня регулирования точность поддержания температуры определяется постоянной времени разряда емкости, а также наличием дрейфа нуля дифференциального усилителя, сущетсвенной зависимости характеристик генератора пилообразного напряжения, управляющего подачей энергии к нагревательному эл менту, от изменения напряжения питания и нестабильности уровня срабатывания порогового устройства.93443Цель изобретения - повышение точности и расширение области примененияустройства.Указанная цель достигается тем, чтоустройство для регулирования температуры содержащее, термодатчик, основныегенератор импульсов и компаратор, свыходом которого связан элемент запрета, а с одним из входов - задатчик температуры, а также усилитель мощности, 10к выходу которого подключен нагреватель,содержит соединенные последовательномодулятор, первый интегратор, дополнительный компаратор, к одному из выходовкоторого подключен второй интегратор, 15и элемент И, а также включенные последовательно дополнительный генератор импульсов и формирователь пилообразногонапряжения, выходом подключенный кдругому входу дополнительного компара- щтора, выход второго интегратора черезэлемент запрета связан со вторым входом элемента И, третий вход которогоподключен к другому выходу дополнительного генератора импульсов, а выход 25ко входу усилителя мощности, причемтермодатчик и основной генератор импульсов связаны с первым и вторымвходами модулятора, второй выход которого подключен ко второму входу основного компаратора,На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - диаграмма его работы.Устройство содержит нагреватель 1,35расположенный в тепловом контакте стермодатчиком 2, выход которого соединен с одним из входов модулятора 3,второй вход которого соединен с основным генератором 4 импульсов, а одиниз выходов соединен с одним иэ входовосновного компаратора 5, второй выходсоединен со входом первого ингегратора6, выход которого через дополнительныйкомпаратор 7 соединен со входом вто 45рого интегратора 8, соединенного с элементом 9 запрета, второй вход которогочерез компаратор 5 соединен с задатчиком 10 температуры, а второй вход дополнительного компаратора 7 через фор 50мирователь 11 пилообразного напряжениясоединен с дополнительным генератором12 импульсов, второй вход которого соединен с элементом И 13, другие входы которого соединены с выходами дополнительного компаратора 7 и элемента 9 запрета,55а выход соединен со входом усилителя14 мощности, управляющего нагревателем 1. 59 4Устройство работает следующим образом.С выхода термодатчика 2 сигнал ввиде ЭДС поступает на вход модулятора3, преобразующего импульсы генератора 4, которые после усиления поступаютна вход. интегратора 6 и вход компаратора 5, где амплитуда этих импульсовсравнивается с постоянным сигналом "задатчика 10, соответствующего устаиавливаемой температуры.При превышении сигнала эадатчика 10выходной сигнал компаратора 5 опрокидывает элемент 9 запрета, выходной импульс которого при этом закрывает элемент И 13, что приводит к отключениюнагревателя 1,При охлаждении нагревателя 1 нижеустанавливаемой температуры проинтегрированный интегратором 8 сигнал с компаратора 7 опрокидывает элемент 9 запрета, открывая элемент И 13 и тем самымвключая нагреватель 1.На один из входов дополнительногокомпаратора 7 поступают импульсы, усредненные интегратором 6, а на второй. входпоступают импульсы с.генератора 12 через формирователь 11 пилообразного напряжения. Компаратор 7 вырабатываетимпульсы, длительность которых уменьшается с возрастанием проинтегрированного сигнала,1Выходные импульсы О, (фиг, 2) с генератора 4 импульсов модулируются сигналом 0 с термодатчика, Промодулированный сигнал О сравнивается с задающим сигналом Ц. При превышении модулированным сйгналом О сигнала О задатчика выходной сигнал 05 компаратора опрокидывает элемент запрета, выходной импульс Од которого при этом закрывает элемент И 13, что приводит к отключению нагревателя.Сформированные импульсы О,и с дополнительного генератора 12 сравниваются .с проинтегрированным сигналом Ое термодатчика на дополнительном компараторе 7. Затем проинтегрированный сигнал 08 управляет усилителем 14 мощности, Длительность импульсов 08 с интегратора уменьшается при приближении к устанавливаемой температуре,Таким образом, постепенное уменьшение доэ энергии, поступающих в нагреватель вплоть до полного выключения нагревателя, обеспечивает высокую точность регулирования температуры.Устройство для регулирования температуры, содержащее термодатчик, основные генератор импульсов и компаратор, % с выходом которого связан элемент запрета, а с одним из входов - задатчик температуры, а также усилитель мощности, к выходу которого подключен нагреватель, о т л и ч а ю ш е е с я 10 тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения устройства, оно содержит соединенные последовательно модулятор, первый интегратор, дополнительный компаратор, к одномуЮ из выходовкоторого подключен второй интегратор, и элемнет И, а также вклю, ченные последовательно дополнительный генератор импульсов и формирователь пилообразного напряжения; выходом подк- а люченный к другому входу дополнитель 5 формула изобретения934459 6ного компаратора, выход второго интегратора через элемент запрета связансо вторым входом элемента И, третий. вход которого подключен к другомувыходу дополнительного генератора импульсов, а выход - ко входу усилителямощности, причем термодатчик и основной генератор импульсов связаны с первым и вторым входами модулятора, второй выход которого подключен ко второму входу основного компаратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР,293310, кл. О 05 О 23/22; 1965.2. Патент Великобритании1304273, кл. б 05 О 3/22,опублик, 1972.3. Патент Великобритании1395148, кл. ( 05 З 23/22,опублик. 1975 (прототип),934459 Составитель Л, ПтенцоваКовачТехред З.фанта Корректор Г. Решетник Редак илиал ПП 1 Патент, ул. Проектная з 3938/44 Тираж ВНИИПИ Государ по делам и 13.3038, Москвственного к обретений и , Ж, Ра Подписноеитета СССРкрыт ийская наб., д. 4