Устройство для программного регулирования температры

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры иможет найти применение в прецизионных регуляторах температуры с прог-.5раммным заданием температуры, преимущественно в устройствах технологических испытаний различных изделий электронной техники,Целью изобретения является павы- Ошение точности.На фиг. представлена блок-схемаустройства; на фиг,2 - пример выполнения блока управления.Устройство для программного регулирования температуры содержит задатчик 1 температуры, блок 2 преобразования кодов, реэистивную матрицу 3, включенную в опорное плечорезистивного термочувствительного 20моста 4, дифференциальный усилитель5, блок 6 сравнения, блок 7 управления, исполнительный элемент 8,первый элемент 9 памяти, дешифратор1 О, коммутатор 11. Блок 2 преобраэования кодов содержит преобразователь 12 двоичного кода в двоичнодесятичный, первый преобразователь13 двоична-десятичного кода в двоичный, формирователь 4 двоична-десятичной декады, второй преобразователь 15 двоична-десятичного кода вдвоичныйБлок 6 сравнения содержитвторой элемент 16 памяти, третий 17элемент памяти, аналого-цифровой35преобразователь (АЦП 18, первый ивторой сумматоры 19 и 20, цифровойкомпаратор 21, реверсивный счетчик22, обеспечивающий формированиецифрового сигнала управления. 40Блок 7 управления содержит управляемый генератор высокочастотныхимпульсов, выполненный на интегральном триггере 23, конденсаторе 24 ирезисторе 25, причем на вход И 1 45триггера 23 приходят сигналы с выхода формирователя 22 цифрового сигнала регулирования, а на вход И 2 триггера 23 приходят синхроимпульсы,совпадающие с моментам перехода напряжения питающей сети через "0". Навыходе триггера 23 формируется пакетвысокочастотных импульсов, равныйдлительности синхроимпульсов, поступающих на вход И 2 триггера 23, совпадающий с моментом перехода напряжения питающей сети через "О" и необходимый для гарантированного запуска симисторов исполнительного элемента 8. Инвертор 26 и резистор 27 управляют работой диодного оптро" на 28, необходимого для гальванической развязки цепей управления. Импульсный усилитель на транзисторах 29, 30 и 31, диодах 32 и 33, резисторах 34 - 37 и импульсном трансфор" маторе 38 своими выходами подключен к управляющим входам исполнительного элемента 8Устройство работает следующим образом.Задатчик 1, выполненный программным, на своих выводах формирует цифровой код, соответствующий значению температуры регулирования согласно обрабатываемой программе, Код подается на вход блока 2 преобразования кодов и на третий вход блока 6 сравнения. Преобразователь 12 блока 2 преобразует восьмиразрядный двоичный код, содержащий информацию о значении температуры регулирования с точностью до единиц градусов и поступающий с второго выхода задатчика 1, в двоична-десятичный код. Две старшие декады двоична-десятичного кода, содержащие информацию о сотнях и десятках градусов, поступают на преобразователь 13, который осуществляет их преобразование в четырехразрядный двоичный код, необходимый для формирования фиксированного диапазона регулирования температуры при помощи дешифратора 10, релейного коммутатора 11 и резистивной матрицы 3, а младшая двоична-десятичная декада, содержащая информацию о единицах градусов, и дополнительная двоична-десятичная декада с выхода формирователя 14, обеспечивающая задания значения температуры регулирования в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования с точностью до десятых долей градуса, поступают на преобразователь 15, который осуществляет их преобразование в восьмиразрядный двоичный код.Резистивная матрица 3 перестраивает термочувствительный мост 4 для измерения температуры в фиксированном диапазоне регулирования температур, сформированном в соответствии с цифровым кодом, поступающим на вход дешифратора О через первый элемент 9 памяти с второго выхода блока 2 преобразования кодов. Мост4 преобразует величину измеряемойтемпературы в электрический аналоговый сигнал, поступающий на входдифференциального усилителя 5,С выхода дифференциального усилителя 5 усиленный и отфильтрованч,ных от помех аналоговый сигнал, соответствующий величине измеряемойтемпературы в пределах сформированного фиксированного диапазона регулирования, поступает на первый входпрограммируемого блока 6 сравнения.Последний преобразует поступающий свыхода дифференциального усилителя5 аналоговый сигнал с помощью АЦП 18в цифровой код, соответствующийистинному значению температуры в пределах сформированного фиксированногодиапазона регулирования температурысогласно отрабатываемой программе.Элемент 17 памяти блока 6 сравнения хранит цифровой код, соответствующий значению заданной температуры регулирования Ь с полученный от 25программного задатчика 1, элемент16 памяти хранит цифровой код, соответствующий значению температурылирования ьв пределах сфо 1мированного фиксйрованного диапазонарегулирования температуры согласноотрабатываемой программе, сумматор20 вычислсумматор 19 в соответствйи с цифровым кодом, поступающим с выхода35АЦП 18 и соответствующим измеренному значению температуры Ь 1 в пределах сформированного фиксированногодиапазона регулирования температурысогласно отрабатываемой программе, 4 Овычисляет истинное значение температуры в камере тепла (Срег Ьег ) ++ Ь "дцпЦифровой компаратор 21 сравнивает выходной код сумматора 19 с цифровым кодом, соответствующим значению заданной температуры регулирования Ь 1и поступающим с элемента 17 памяти, и вырабатывает на своем выходе цифровой код, соответствующий разности температур заданной иизмеРенной С е, 1(рег ег 1Ь "Ььр 1Выходной код цифрового компаратора 21 поступает на реверсивныйдесятираэрядный двоичный счетчик 22,причем параметры регулирования дляразличных значений температур, задаваемых программой, формируются программируемым блоком 6 сравнения программным способом.Выходной код сумматора 19 используется для индикации истинного значения температуры в рабочем объеме камеры тепла, С выхода блока 6 сравнения цифровой сигнал регулированияпоступает на вход блока 7 управления, который формирует соответствующий сигнал управления, подаваемый свыхода блока 7 управления на входисполнительного элемента 8, причемв целях исключения коммутационныхпомех сигнал управления формируетсяв моменты перехода напряжения питающей сети через "О,Программный эадатчик 1 может бытьвыполнен на декадных программныхпереключателях.Использование изобретения обеспечивает возможность плавного регулирования температуры в широком диапазоне с высокой точностью во всемрабочем диапазоне задания температурпутем автоматического формированияфиксированного диапазона регулирования температуры, автоматическойустановки параметров регулирующегоблока, осуществляющего пропорционально-интегрально-дифференциальныйзакон регулирования при минимальномиспользовании аппаратных средств, используемых в качестве функциональных преобразователей параметров регулятора,Формула изобретения1. Устройство для программного регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные резистивный термочувствительный мост и дифференциальный усилитель, последовательно соединенные блок сравнения, блок управления и исполнительный элемент, последовательно соединенные первый элемент памяти, дешифратор, коммутатор и резистивную матрицу, а также задатчик температуры, причем резистивная матрица включена в опорное плечо термочувствительного моста, а тактовый вход блока управления соединен с сетью переменного тока, о т л и ч а ю щ е е е с я тем, что, с целью повьппения точности, устройство содержит блок преобразования кодов, а первый вход блока сравнения подключен к выходу137419дифференциального усилителя, второй вход блока сравнения связан с первым выходом блока преобразователя кодов, второй выход которого соединен с входом первого элемента памяти, а третий вход блока сравнения подключен к выходу задатчика температуры и входу блока преобразования кодов.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит аналого-цифровой преобразователь, второй и третий элементы памяти, два сумматора, цифровой компаратор, реверсивный счетчик, причем вход аналого-цифрового преобразования подключен к первому входу блока сравнения, а его выход соединен с одним иэ входов первого сумматора, другой вход которого подклю чен к выходу второго сумматора, входы которого через второй и третий элементы памяти соответственно соединены с вторым и третьим входами блока сравнения, входы цифрового компа ратора подключены к выходу первого сумматора и выходу третьего элемен 4 6та памяти, а выход цифрового компаратора через реверсивный счетчик соединен с выходом блока. 3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок преобразования кодов содержит преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код, два преобразователя двоично-десятичного кода в двоичный код и формирователь двоично-десятичной декады, причем вход преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный код соединен с входом блока, два его выхода подключены к входам первого преобразователя двоично-десятичного кода в двоичный код, а третий выход соединен с одним из входов второго преобразователя двоично-десятичного кода в двоичный код, другой вход которого связан с выходом формирователя двоично-десятичной декады, а выход соединен с первым выходом блока, второй выход кОторого соединен с выходом первого преобразователя двоичнодесятичного кода в двоичный код.1374194 Йо блока срабнеиия о Фиг. Г Составитель Г,Крейман Редактор И,Рыбченко Техред И.Попович Корректор Л.ПилипенкоЗаказ 601/43 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5