Регулятор температуры

О П И С А Н И Е (п)888082ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскннСоциалистическиеРеспублик(51) м. кл. С 05 0 23/24 с присоединением заявки РЙ Государственный комнтет СССР(23) Лриоритет оо делен нзобретеннй н отнрытнйДата опубликования описания 071231(54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ 3Изобретение относится к областиприборостроения, может быть использовано для точной поддержки заданнойтемпературы, закрепления изображенияэлектрофотографицеских аппаратов иприменено в любой области техники,где требуется высокая стабильностьподдержания температуры,Известен регулятор температуры,содержащий задатчик температуры, датчик температуры, формирователь управляюо 1 их импульсов и исполнительный орган 11.Недостатками такого регуляторатемпературы являются температурнаянестабильность управляющих фазовыхсигналов и появление ударных токовв момент максимального напряженияна нагрузке (нагревателе) при включении тиристора. Кроме того, возникающие ударные токи служат источникомрадиопомех и чем больше ток нагрузки,тем больше радиопомехи, для устранения которых требуются дополнительные фильтры, цто усложняет наладку и уве"личивает габариты устройства. При .включении тиристора в момент максимального напряжения может увеличиться критическая скорость нарастаниятока (дается по справочникам). Этоможет вывести тиристор из строя,поэтому следует выбирать более мощный тиристор, чем требует коммутируемая нагревательная установка.Наиболее близким по технической Ф, сущности к изобретению являетсярегулятор температуры 1 21, в которомтермочувствительный мост, связанныйсо входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП)управляет включеннымпоследовательно с нагревателем симисторным исполнительным органом.Недостатком данного устройстваявляется то что работу триака (симистора) определяют параметры одновибратора, т,е, стабильность схемызависит от стабильности параметроводновибратооа (бесстабильный мулл8880 40 тивибратор), схема работает в релей-,ном режиме - (при достижении температуры нагреватель отключается), иможет возникнуть колебательный процесс, в силу тепловой инерционности,Кроме того, триак может отпираться в любой момент времени между полным и половинным периодом питающегонапряжения, что может вызвать ударные токи и быть источником радиопомех.Целью изобретения является повышение точности поддержания заданнойтемпературы.Эта цель достигается тем, что15регулятор температуры, содержащийтермоцувствительный мост, подключенный к информационному входу АЦПчерез операционный усилитель, а,также включенные последовательно с первой выходной обмоткой питающего транс.Форматора симисторный исполнительныйорган и нагреватель, содержит такжеинвертор, подключенные ко второйвыходной обмотке питающего трансформатора и соединенные последовательно .выпрямитель, первый и второй Формирователи импульсов. Выход первогоформирователя импульсов подключенк синхронизирующему входу АЦП, выход30которого через инвертор соединен суправляющим входом второго формирователя импульсов, выходом связанногос управляющим электродом симисторного исполнительного органа.- 35На Фиг,1 показана функциональнаясхема устройства; на фиг, 2-диаграмма его работы.Устройство содержит термочувствительный мост 1 с датчиком 2 и задатчиком 3 температуры, операционныйусилитель 4, АЦП 5 состоящий изкомпаратора 6, резисторной матрицы 7,генератора 8, имеющего частоту генерации значительно больше частотыпитающего напряжения (около 1 - 2 кГц)1 45счетчика 9, реверсивного счетчика 10,логических элементов, а также питающий трансформатор 11, выпрямитель 12,. первый 13 и второй 14 Формирователиимпульсов, инвертор 15, симисторныйисполнительный орган 16, нагреватель 17 и пороговый элемент 18,Устройство работает следующим образом.Работа его основывается на том, Мчто выделяемая на нагревателе мощность в единицу времени пропорциональна цастоте сети, так как частота. 82сети равна 50 Гц, а выделяемая нанагревателе мощность, как положительного так и отрицательного полупериода равны, получается, что выделяемая за секунду мощность равнамощности импульса одного полупериода, умноженного на 100 (при частоте50 Гц, полупериод равен 100) РпоРимп 100, где Рпол полная мощность, Ри , - мощность одного полупериода, Из этого следует, что каждыйимпульс полупериода несет сотую долюполной мощности (13 полной мощности).Таким образом, пропуская или ограничивая определенное количествополупериодов напряжения, приложенногок нагревателю и равномерно распределенного во времени, можно регулироватьмощность на нагревателе от 13 до 1003с шагом 1 Ф. На выходе выпрямителя 12вырабатываются импульсы частотой 10 Гц,которые поступают на первый формирователь импульсов 13, где формируютсякороткие импульсы в момент переходанапряжения через нуль. С выхода формирователя 13 импульсы поступают насинхронизирующий вход АЦП 5 и навторой Формирователь импульсов 14.После установки задатчиком 3 нужной температуры происходит разбаланстермочувствительного моста 1, и навыходе усилителя 4 появляется максимальное.напряжение разбаланса, поступающего на вход АЦП 5,АЦП 5 в зависимости от напряженияразбаланса формирует сигнал управления, поступающий на Формировательимпульсов 14, который определяет количество импульсов, пропускаемыхсимисторным исполнительным органом 16на нагреватель 17.По мере возрастания температуры донужного предела шаг за шагом уменьшается мощность на нагревателе 17 дотех пор, пока не наступит тепловоеравновесие,Любое изменение температуры вызовет разбаланс термочувствительностимоста 1. Соответственно изменяетсянапряжение на выходе усилителя 4,который в свою очередь, увеличит илиуменьшит подаваемую на нагреватель 17мощность. Достижение необходимой температуры происходит очень плавно, Если требуется быстро достигнуть определенной температуры, то в схему следует включить пороговый элемент 18(показан пунктиром), Порог срабатывания устанавливают близким к напряжению равновесия на выходе усилителя 4 (около нуля), Пороговый эле.- мент 18 независимо от состояния АЦП 5 разрешает формирование всех управляющих импульсов, и на нагреватель 17 поступает полная мощность. Как только температура приблизится к требуемой, на выходе усилителя 4 появится сигнал, и состояние порогового элемента 18 изменяется, По достижении нужной температуры нагреватель 17 выделяет такую мощность, которая необходима для поддержания теплового равновесия.Формула изобретения Регулятор температуры, содержащий гермоцувствительный мост, подключенный к информационному входу аналогоцифрового преобразователя церез операционный усилитель, а также вклюценные последовательно с первой выходной обмоткой питающего трансфор,матора симисторный исполнительный ор- ф ган и нагреватель.; о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности работы регулятора,он содержит инвертор, а также подклюценные ко второй выходной обмотке питающего трансформатора и соединенные последовательно выпрямитель,первый и второй формирователи импульсов, причем выход, первого формиЮ рователя импульсов подключен к синхронизирующему входу аналого-цифрового преобразователя, выход которогочерез инвертор И соединен с управляющим входом второго формирователяИ импульсов, выходом связанного с управляющим электродом симисторногоисполнительного органа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизее 1, Авторское свидетельство СССРИ 608132, кл. С 05 0 23/19, 1978,2 Патент ФРГ М 2557426кл. С 05 0 23/24, опублик.в 1976(прототип).888082 Составитель А.ЗарубинТехред Р,Бабинец актор Л,Утехин ректоР Г.Назаро з 1072 Й Тираж 93 ВНИИПИ Государственн по делам изобретени 113035, Москва, Ж,ПодписноССР го комитета и открытий, д. /5 аушская или ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн