Устройство для регулирования температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА- НИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопару , термочувствительный делитель ; напряжения, коммутатор силовых цепей нагревателя, подцслюченныё к источнику стабилизированного напряже- , НИЯ и соединенные последовательно ус йлитель и нуль-орган,- отличающееся тем, что, с целью по-, вышения точности, устройство содержит фазовый детектор, разделительный конденсатор, включенный между выходом усилителя и входом нуль-ор гана, генератор импульсов и подключенные к его выходу первый ключевой элемент и последовательно соединенные инвертор и второй ключевой эле-, мент, ко второму входу которого подключена термопара, а к выходу - вход усилителя и выход первого ключевого элемента, подключенного входом к средней точке термочувствительного делителя, причем первый вход фазовоS го детектора связан с выходом генератора импульсов, второй вход - с (Л выходом нуль-органа, а выход - с коммутатором силовых цепей нагревателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 511 а 05 D 23/19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ )

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Э

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3420682/18-24 (22) 09. 04. 82 (46) 15.09.83. Бюл. Р. 34 (72) Е.П.Воинов и С.И.Саксеев (53) 621.555.6 (088.8) (56) 1. Нестеренко A.À. Справочник по наладке автоматических устройств контроля и регулирования. Киев, "Наукова Думка", 1976, с. 31.

2. Авторское свидетельство СССР

9 ..855628, кл. 0 05 D 23/00, 1981 ,(прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термопару, термочувствительный делитель напряжения, коммутатор силовых цепей нагревателя, подключенные к источнику стабилизированного напряжения и соединенные последовательно усйлитель и нуль-орган, о г л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью по-. вышения точности, устройство содержит фазовый детектор, разделительный конденсатор, включенный между выходом усилителя и входом нуль-ор гана, генератор импульсов и подключенные к его выходу первый ключевой элемент и последовательно соединенные инвертор и второй ключевой элемент, ко второму входу которого подключена термопара, а к выходу - вход усилителя и выход первого ключевого элемента, подключенного входом к средней точке термочувствительного делителя, причем первый вход фазового детектора связан с выходом генератора импульсов, второй вход — с выходом нуль-органа, а выход — с коммутатором силовых цепей нагревателя.

1042002

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для построения автоматических регуляторов температуры в различных .технологических установках и термостатах. 5

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее термопару, усилитель, задатчик температуры и коммутатор силовых цепей нагревателя (1 ). 10

Недостатком устройства является то, что в нем производится непосредственное .сравнение потенциала термопары с потенциалом задатчика температуры, вследствие чего снижается точность регулирования температуры из-за влияния изменения температуры холодных спаев термопары.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для регулирования температуры, содержащее термопару, температурно-зависимый делитель напряжения, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, усилитель, нуль-орган и коммутатор силовых цепей нагревателя. В устройстве потенциал термопары сравнивается с потенциалом на выходе делителя напряжения, коэффициент деления которого зависит от температуры и выбран ЗО таким, что его изменения компенсйруют изменения ЭДС термопары за счет нестабильности температуры ее холодных спаев (2 ).

Однако устройство отличается недостаточно высокой точностью регулирования, что связано с дрейфом нуля усилителя и нестабильностью коэф фициента его усиления с изменением температуры, термостатирование уси- 40 лителя нежелательно из-за значительного роста сложности и габаритов устройства.

Цель изобретения — повышение точности устройства. . 45

Для достижения поставленной цели устройство для регулирования температуры, содержащее термопару„ термочувствительный делитель напряжения, коммутатор силовых цепей нагревателя 50 подключенные к ис гочнику стабилизированного напряжения и соединенные последовательно усилитель и нуль-орган содержит разделительный конден сатор, включенный между выходом усилителя и входом нуль-органа фазовый детектор, генератор импульсов и подключенные к его выходу первый ключевой элемент и соединенные последовательно инвертор и второй ключевой, элемент, ко второму входу которого 60 подключена термопара, а к выходу— вход усилителя и выход первого ключевого элемента, подключенного входом к средней точке термочувствительного делителя, причем первый вход фазового детектора связан с выходом генератора импульсов, второй вход— с выходом нУль-органа, а выход— с коммутатором силовых цепей нагревателя.

На чертеже представлена структурная схема устройства для регулирования температуры. устройство. содержит термопару 1, подключенную через первый 2 ключе-. вой элемент ко входу усилителя 3, термочувствительный делитель 4 напряжения, подключенный к источнику

5 стабилизированного напряжения.

Выход делителя напряжения 4 через второй б ключевой элемент соединен с входом усилителя 3, выход которого через разделительный конденсатор 7 соединен со входом нуль-органа 8.

Выход нуль-органа 8 подключен ко второму входу фазового детектора 9, первый вход которого соединен с выходом генератора 10, с первым входом второго б ключевого элемента и че-рез инвертор 11 с первым входом.первого 2 ключевого элемента. Выход фазового детектора 9 подключен к коммутатору 12 силовых цепей нагревателя.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 10 попеременно откры-, вает элементы 2 и б, через которые ко входу усилителя 3 поочередно подключаются выход термопары 1 и выход делителя напряжения 4, потенциал которого определяет требуемое значе-. ние температуры. В результате на входе усилителя 3 образуется переменное напряжение прямоугольной формы, верхний уровень которого равен пороговому напряжению, а нижний — ЭДС термопары 1. При изменении температуры холодных спаев термопары 1 изменяется ее ЭДС, при этом на такую же величину изменяется и. напряжение порога, снимаемое с делителя напряжения 4, так что амплитуда переменного напряжения на входе усилителя 3 остается постоянной. С увеличением температуры горячего спая термопары 1 ее .ЭДС растет, а амплитуда переменного напряжения уменьшается до тех пор, пока ЭДС термопары не станет равной пороговому напряжению, а затем начинает расти, но фаза его изменяется на противоположную. Усилитель 3 усиливает входной сигнал, который через разделительный конденсатор 7 поступает на вход нуль-органа 8. Разделительный конденсатор 7 отделяет сигнал от постоянной составляющей, тем самьм исключает влияние дрейфа нуля усилителя 3. Нуль-орган 8 преобразует сигнал к стандартному напряжению прямоугольной формы и постоянной амплитуды, фаза которого изменя1042002

Составитель Л.Птенцзва

Редактор О.колесник . а ТехредМ.Надь Корректор й.Тяско

Заказ,127/48 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "П.- тент", r. >"жгород, ул. Проект ая, 4 б ется на противоположную в момент, когда ЭДС термопары 1 превышает напряжение порога. Сигнал с выхода нуль-органа 8 поступает на вход фазового детектора 9, на второй вход которого поДается сигнал генератора.

10, Фазовый детектор 9 может быть выполнен в виде схемы ИСКЛЮЧИОЩЕЕ

ИЛИ. Сигнал с выхода фазового детектора 9, равный логическому нулю при совпадении сигналов на его входах .по фаъе и равный логической единице при противофазных сигналах на ,входах, поступает на коммутатор 12 силовых цепей нагревателя, который, включая и выключая нагреватель (на чертеже не показан ), поддерживает заданную температуру в точке размещения термопары 1. Коммутатор 12 может быть выполнен в виде реле, контактора или полупроводникового уст-ройства.

Наличие в устройстве для регулирования температуры ключевых элементов, управляемых генератором, разделительного конденсатора и фазового детектора позволяет. повысить точность регулирования, так как на выходе усилителя исключается влияние дрейфа нуля усилителя. Использование изобретения дает возможность за счет повышения точности регулиро15 вания уменьшить мощность нагревателя на 7...9%.