Регулятор температуры

 

РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУБЩ, содержащий транзисторный датчик-нагреватель , источник питания, включенные последовательно источник опорного сигнала,пороговый элемент и генератор задаквдего тока, от ли ч а ю-; щи и с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит соединенные последовательно и подключенные выходом к второму входу порогового элемента дифференциальный усилитель и сумматор, а также резистор , включенный между входами диффер нциального усилителя, один из которых соединен с выходом генератора задающего тока,, а второй - с вторьил входом сумматора и базой транзисторного датчика-нагревателя, двумя другими электродсй« подключенного к полюсам источника питания. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(50 G. (21) 3393549/18-24 (22) 05 . 02. 82 .(46) 30. 05. 83. Бюл. Р 20

- (72) A.C. Жйтницкий и Л.Ф. Житницкая (53) 621. 555. 6 (088.8) (56) 1. Заявка Великобритании

9.2008806, кл. G 05 0 23/20,. опублик

1979 .

2. Авторское свидетельство СССР

9 752267,. кл. G 05 0 23/19, 1980 (прототип). (54) {57) .. РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий транзисторный датчик-нагреватель, источник питания, включенные последовательно источник опорного сигнала, пороговый элемент и генератор задающего тока, о т л и ч а ю-. шийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит соединенные последовательно и подключенные выходом к второму .входу порогового элемента дифференциальный усилитель и сумматор, а также резистор, включенный между входами дифференциального усилителя, один из которых сое)анен с выходом генератора задающего тока,. а второй - с вторык входом сумматора и базой транзисторного датчика-нагревателя, двумя другими электродами подключенного .к полюсам источника питания.

1020802

Изобретение относится к технике регулирования температуры и может быть использовано для стабилиэации температуры миниатюрных устройств различного назначения, в частности пьезокварцевых резонаторов.

Известны регулятора температуры, в которых датчиком температуры служит эмиттерно-базовый переход транзистор-. ного нагревателя. Регуляторы содержат последовательно соединенные йс" точник опорного сигнала, пороговый элемент, эмиттерный повторитель и транзистор-нагреватель (1 j.

Наличие эмиттерного повторителя и высокоомного токостабилизирующего 15 резистора в цепи эмиттера нагревателя приводит к потерям энергии

Точность у этого регулятора низкая, так как напряжение на эмиттерно-базовом переходе транзистора зависит 2О не только от температуры; но и от напряжения на коллекторно-базовом .переходе.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор температуры, который содержит. последовательно соединенные источник опорного сигнала, генератор задающего тока, транзисторный датчик-нагреватель и пороговый элемент,первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом и вхо-,,цом генератора задающего тока, а второй вход соединен с источником опорного сигнала °

Однако такой регулятор имеет низкую точность, так как напряжение на . эмиттерно-базовом переходе датчиканагревателя зависит не только от температуры, но и от управляющего воздействия, т.е. базового тока. 40. цель изобретения — повышение точности регулятора °

Поставленная цель достигается. тем, что регулятор температуры, содержащий транзисторный датчик-нагре- 45 ватель, источник питания, включенные последовательно источник опорного сигнала, пороговый элемент и генератор задающего тока, содержит соединенные последовательно и подключенные выходом к второму входу порогового элемента дифференциальный усилитель и сумматор, а также резистор включенный между входами дифференциального усилителя, один из кото- 55 рых соединен с выходом генератора задающего тока, а второй - с вторым входом сумматора и базой транзистор.ного датчика-нагревателя, двумя другими электродами подключенного к. полюсам источника питания.

На резисторе выделяется напряжение, пропорциональное току базы .транзисторного. датчика-нагревателя.

Это напряжение, инвертированное диф» ференциальным усилителем и.суммиро- 65 ванное с эмиттерно-базовым напряжением, позволяет компенсировать зависимость последнего от тока базы, и выходное напряжение сумматора зависит только от температуры транзисторного датчика-нагревателя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема регулятора; на фиг. 2— пример конкретной реализации.

Регулятор температуры содержит транзисторный датчик-нагреватель-. транзистор 1, сумматор 2 напряжений, источник 3 опорного сигнала, пороговый элемент 4, генератор 5 задающего тока, резистор б, дифференциальный усилитель 7, источник 8 питания.

Регулятор температуры работает следующим образом.

Когда транзистор 1 нагрет до требуемой температуры, напряжение на

его эмиттерно-базовом переходе, прошедшее через сумматор 2, равно напряжению источника 3 опорного сигнала. При этом пороГовый элемент 4 закрыт, и генератор 5 задающего тока выдает в цепь базы транзистора 1 ,незначительный ток, необходимый для работы в качестве датчика, но недостаточный для нагрева.

При понижении температуры транзистора 1 ниже требуемой напряжение на эго эмиттерно-базовом переходе увеличивается, пороговый элемент 4 открывается и генератор 5 задающего тока выдает в цепь базы транзистора

1 ток, определяющий мощность разогрева. при увеличении базового тока транзистора 1 возрастает напряжение на его эмиттерно-базовом переходе. Дифференциальный усилитель 7 инвертирует приращение напряжения на резисторе б, обусловленное увеличением базового тока транзистора 1. При определенной величине усиления приращение напряжения на выходе усилителя 7 равно по величине и обратно по знаку приращению напряжения на эмиттернобазовом переходе транзистора 1.и выходное напряжение сумматора 2 не зависит от тока базы, а определяется только температурой транзистора 1.

На фиг. 1 приведена схема конкретной реализации регулятора темпе ратуры . Сувесатор 2 напряжений состоит из резисторов 9 и 10.. Источник 3 опорного сигнала представляет собой параметрический стабилизатор напря-. жения с усилителем тока на транзисторе 11. Транзистор,12 стабилизирует ток через стабилитроны 13 и 14.

Пороговый элемент 4 {триггер

Шмитта) собран с применением дифференциального усилителя, у которого входным каскадом служит токовое зеркало на транзисторе 15 (усилитель ортона). усилитель охвачен положи-тельной обратной связью через резис-f020802

Составитель й. Зарубин

Редактор О. Сопко Техред E.Харитончик Корректор Л. Бокшан

Заказ 3895/40 - Тираж 874 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-В5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент :,.г. Ужгород„ ул. Проектная, 4

3 тор 16. Резистор 17 регулирует порог, срабатывания триггера и служит для установки требуемой температуры нагрева.Генератор 5 задакщего тока обеспечивает.малый ток базы транзистора нагревателя с помощью резистора 18..

Большой ток базы обеспечивает резис-. тор 19,. включаемый транзистором 20.

Диффере щиальный усилитель 7 име ет. входной каскад - токовое зеркало на тРанзисторе 21. Регулировка усиления (уровня компенсации ошибки, датчика) осуществляется резистором

22. На 4atr. 2 также показаны.транзис-:торы 23 (элемент 4) и 24 (усилитель

7), резисторы 25.и 26 (элемент,4) и 27-29 (усилитель 7).

Регулятор температуры обеспечивает малую погрешность термостатирования, не превышающую + 0,3оС, а также имеет повышенную. надежность к nos»

1О воляет резко уменьшить размеры термостата в связи с исключением обмотки нагревателя и терморезистора ° .