Термостатирующее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республнк (i>3 004995

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.1181 (21) 3352788/18-24 (И1М. Кп.

0 05 0 23/19 с присоединением заявки №

Государстаеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (З) УДК 621.555..6 (088.8) Опубликовано 150383. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 1503З3

;I

j l х 411

5 l 3 и .

Харьковский ордена Ленина политехнический 1 институт им. В.И.Ленина (72) Авторы изобретения

В.Г.Воронов, Г.В.Евстратов и В.Т.Дейнега (71) Заяйитель (54) ТЕРМОСТАТИРУ1ПЦЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к технике автоматического регулирования температуры, а более конкретно к системам управления термостатами, предназначенными для термостатирования различных радиоэлектронных элементов автоматики в условиях, когда температура статирования всегда вьтае (или всегда ниже) температуры окружающей среды, а также относится к электрическим самонастраивающимся(оптимальным по быстродействию) системам управления объектами с распределенными параметрами при неполном измере-нии состояния объекта и.при ограничениях на управление и на максимальную температуру тела.

Известно термостатирующее устройство, содержащее термочувствительный мост, подключенный к блоку управления, к выходу которого через последовательно соединенные ключевой элемент и усилитель мощности подключен нагреватель, а также содержащее подключенные к выходу ключевого элемента последовательно соединенные генератор линейно воэрастакщего напряжения и пороговой элемент, выход которого подключен к одному из плеч термочувствительного моста Р 1).

Недостатком известнсго устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является термостатьдтющее устройство, содержащее термо" чувствительный мост и задатчик темпе- ратур, подключенные к блоку управления, компаратор, последовательно соединенные генератор монотонно возрастающего напряжения .и первый порогоBHA элемент, последовательно соединенные основной усилитель мощности и исполнительный элемент, а также подключенные к первому выходу блока

;управления последовательно соединен.ные блок памяти начальной температуры, дифференциальный усилитель, второй пороговый элемент, смеситель видеоимпульсов и управляющий триггер, а, кроме того, содержит инвертирующий повторитель и коммутатор напряжений, первый и второй входы которого соединены с выходами компаратора и блока управления, а выход коммутатора напряжений связан со входом основного усилителя мощности, причем второй вход дифференциально.го усилителя связан с выходом задат30 чйка-температуры, а выход — со вхо1004995 дом компаратора и со вторым входом первого порогового элемента, выходом связанного со вторым входом смесителя видеоимпульсов, вход инвертирующего повторителя связан с выходом генератора монотонно возрастающего напряжейия,а выход — со вторым входом второго npporoaoro элемента, выходы управляющего триггера подключены к управляющим входам коммутатора на-, пояжений E. 2 j.

Недостатком данного устройства является его сложность для работы в тех условиях, когда заранее извест но, что температура статирования всегда выше (или всегда ниже) темпе-1 ратуры окружающей среды.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем что термостатирующее устройство, содержащее включенные последовательно термочувствительный мост, блок управления, коммутатор напряжения, основной усилитель мощности и основной исполнительный элемент, а также подключенный выходом через последова--.

25 тельно соединенные коммутатор напрядом дифференциального;усилителя, вто" рым входом соединенного с вторым входом блока управления и с первым выходом источника задающих напряжений, вторым выходом подключенного к второ- му входу первого компаратора,содержит второй компаратор, первым входом соединенный с выходом дифференциального усилителя, вторым входом - с . первым выходом генератора монотонно возрастающего напряжения выходомс входом управляющего триггера.

На фиг. 1 изображена блок-схема термостатирующего устройства, на фиг. 2 †.функциональная схемами. блока памяти и генерйТора монотонно возрастающего напряжения.

Термостатирующее устройство (с . фиг. 1) содержит термочувствительный мост 1, блок 2 управления, коммутатор 3 напряжений, основной усилитель 4 мощности, основной исполнительный элемент 5, блок б памяти, дифференциальный усилитель 7, генератор 8 монотонно возрастающего напряжения, первый компаратор 9. уп-. жений и форсирующий уси)титель мощности к форсирующему исполнительному элементу первый компаратор, генера- ЗО . тор монотонно возрастающего напряжения, блок памяти, дифференциальный усилитель, источник задающих напряжений и управляющий триггер, выходами связанный с третьим и четвертым эхо- 3$ дами блока коммутации напряжений, причем блок памяти первым входом связан с вторым выходом блока управления и с первым входом первого компаратора, а выходом - с цервым вхо- щ равляющий триггер 10, второй компаратор 11, формирующий усилитель 12 мощности, форсирующий исполнительный элемент 13, источник 14 задающих напряжений (задатчик) . Клемма, на которую подается установочный сигнал (сброс), обозначена позицией 15, .Кроме того, блок 6 памяти (см. фиг, 2) содержит логический элемент И 1б, счетчик 17 импульсов, первый 18 цифроаналоговь1й преобразователь 18, RS-триггер 19, третий компаратор 20.

Генератор 8 монотонно возрастающего напряжения (см. фиг. 2) содержит генератор 21 импульсов, стабилизированный кварцем, делитель 22 частоты счетчик 23 импульсов, второй цифроаналоговый преобразователь 24.

В таком устройстве в качестве исполнительных элементов (основного 5 и форсирующего 13) могут применяться как всевозможные электрические нагреватели (охладители), так и управляемая реверсивная термобатарея.

Кроме того, в таком устройстве датчик температуры термочувствительноro моста 1 желательно размещать вблизи исполнительных элементов 5 и 13, т.е. на входе объекта. управления.

Термостатирующее устройство работает следующим образом.

При включении питания на блоки бр

8 и 10 через входной зажим 15 подается установочный сигнал (сброс}, который устанавливает схему в исходное положение. После этого блок памяти 0 получает из блока 2 управления и хранит в течение переходного процесса начальное значение температуры объекта, которое непрерывно в виде. постоянного напряжения поступает, на вычислительную схему, состоящую из блоков 7-10 и определяющую время форсированного разгона объекта в режим. Начало и конец времени форсированного разгона формируется триггером 10, который управляет работой коммутатора 3, переключающего каналы форсированного разгона и термостабилизации на заданном конечном значении. С первого выхода источника 14 задающего напряжения на блоки 2 и 7 поступает напряжение U задания температуры статирования, а со второго выхода на компаратор 11 поступает напряжение 0 задания максимально допустимой температуры на входе теплофизического объекта. В начальный момент второй компаратор 11 переводит усилители 4 и 12 мощности в режим насыщения. Последние, в свою очередь, выводят соот ветствующие испслнительные элементы 5 и 13 на полную мощность. Температура в термостатирующем устройстве начинает возрастать с максимальной скоростью и, если температура

1004995 достигает . предел ь ного з нач ения, то второй компаратор 11 ограничивает ее на этом уровне до конца форсированного разгона. Второй компаратор 11 на этом промежутке времени работает как релейный регулятор. При этом интервал времени от начала переходного процесса до момента. срабатывания управляющего триггера 10 пропорционален перепаду между заданной температурой статирования и начальной температурой объекта. После окончания форсированного разгона блок 2 управления отрабатывает сшибку рассогласования в соответствии с заложенным в него законом регулирования. 15

Рассмотрим работу блока б памяти и генератора 8 монотонна возрастающего напряжения (см. фиг. 2).

Установочный сигнал(сброс) устанав.ливает счетчики 17 и 23 импульсов и триггер 19 в исходное (нулевое} положение. После этого импульсы с выходов элемента И 16 и делителя 22 частоты заполняют соответствующие счетчики 17 и 23 импульсов, а на выхо- 25 дах с ответствующих преобразователей 18 и 24 появляется монотонно возрастающее напряжение. Наклон монотонно возрастакщего напряжения генератора 8 регулируется с помощью переда-Зо точного коэффициента K делителя 22 частоты. Напряжение с выхода преоб.разователя 18 непрерывно сравнивается с входным (запоминаемым напряжением на компараторе 20. В момент ра- 35 венства этих напряжений компаратор. 20 срабатывает, перебрасывая триггер 19 в другое состояние. После этого триггер 19 запрещает прохождение импульсов с генератора 21 на вход счетчика 17. Таким образом, 40 на выходе цифроаналогового преобразователя 18 запоминается значение входной величины блока б памяти иа скаль угодно длительное время. Время запоминания входного напряжения блоком б памяти очень мало по срав- . нению с временем переходного процесса в термостатирующем устройстве и зависит от частоты генератора 21 импульсов, 1

Использование предложенного изобретения позволяет упростить устрой.ство и тем самым повысить его надежность.

Формула изобретения

Тврмостатирующее устройство, содержащее включенные последовательно термочувствительный мост,. блок управ ления, коммутатор напряжения, основной усилитель мощности и основной исполнительный элемент, а так-. е подключенный выходом через последовательно соединенные коммутатор напряжений и форсирующий усилитель мощности к форсирующему исполнительному элементу первый компаратор, генератор монотонно возрастающего напря жения, блок памяти, дифференциальный усилитель, источник задающих напряжений и управлякщий триггер, выходами связанный с третьим и четвертым входами блока коммутации напряжений, причем блок памяти первым входом связан с вторым выходом блока управления и.с первым входом первого компаратора, а выходом - C первым входом дифференциального усилителя, вторым входом соединенного с вторым входом блока управлеиоя и с первым выходом источника задающих напряжений, вторым выходом подключенного к второму входу первого компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, оно содержит вторсй компаратор, первым входом соединенный с выходом дифференциального усилителя, вторым входом - с первым выходом генератора .монотонно возрастающего напряжения,; . а выходом — с входом управляющего триггера. источники информацииу принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 549792, кл. 6 05 0 23/24, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2922725/18-24, 05 С 23/19, 1980 (прототип), 1004995

Составитель .Л. Птенцова

Техред М.Тепер Корректор Г,Огар

Редактор М.Келемеш

Заказ 189б/61 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул .Проектная, 4