Устройство для регулирования температуры инерционного объекта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИНЕРЦИОННОГО РБЪИСТА, содержащее первую термопару, расположенную на инерционном объекте регулирования, и включеы .ную последовательно с ней вторую термопару , теплоизолированную От объекта регулир(ания, а также включенные последовательно эадатчик программы, эле-, мент сравнения, блок управления, усилитель мопгаостн и нагреватель, расположенный в тепловом контакте с инерционным объектом регудврования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности усгфойства, между точкой соединения первой и второй термопар и вторым ш шодом второй термсшары включены соединенные последовательно конденсаtop и переменный резистс дифференцирующей пепв, причем подвижный контакт переменного резистора соединен с вторым входом элекюнта сравнения. СО к 4:

7224

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (19) (11) ЗШ 5 05 В 23/19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕЛА ИЗС(-РЕТЕНИЙ V ОТН (ТИй

Лф ц(»1Р„» „. „ »Ьйи)Трд

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3426277/18-24 (22) 20.04.82 (46) 33.08.83, Бюл. ¹ 31 (72) Д, И. Малеев, Г. М. Малеева и С. С. Самойлович (71) Удмуртский государственный университет war. 50-летия СССР (53) 621. 555. 6 (088. 8) (56) 1. Патент Франции № 2285985, кл. G 05 Р 23/2 2, 1976.

2. Забоюютцкий Г. А. и др. Устройс во д((я программного регулирования температуры электропечи сопротивления УПР;

Приборы и системы управления, 1973, M 3, с 23-24.., (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИНЕРЦИОННОГО ОБЪЕКТА, содержащее первую термопару, расположенную на инерционном объекте регулирования, и включен.ную последовательно с ней вторую термопару, теплоизолированную от объекта регулирования, а также включенные последовательно задатчик программы, эле-. мент сравнения, блок управления, усилитель мощности и нагреватель, расположенный в тепловом контакте с йнерционным объектом регудирования, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, между точкой соединения первой и второй термопар и вторым выводом второй термопары включены соединенные последовательно конденсатор и переменный резистор дифференции- а рующей пепи причем подвижный контакт переменного резистора соединен с вторым вяодом элемента сравнения.

f 10372

Изобретение относится к технике автоматич еского регулирования температуры и может быть использовано совместно с извес гными терморегупяторами для улучшения их параметров.

Известны способ и устройство регулирования температуры печи, использующие два измерения температуры, одно из которых делается вблизи нег ревательных элементов, а второе - вбли- о зи обьекта регулирования. Причем, второе измерение действует как коррекция перво .го, вызывая быстрое восстановление температуры обработки при смене объекта 51„)Реализация такого способа предпоо лагает заметное усложнение блока управления, исключая использование стандарч ных высокоточных регуляторов температур.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый датчик температуры, установленный на массивном объекте регулирования, второй датчик, расположенный ближе к нагревателю, р5 блок управления, сравнивающий суммарный сигнал с датчиков и сигнал с задающего блока, усилитель мощности, по сигналам с блока управления регулирующий мощность нагревателя. При этом в блоке управления может осуществляться частотная коррекция сигнала управления, имеющая целью устранение статической ошибки регулирования и демпфирование возможных переходных процессов и даже самовозбуждения, часто возни35 кающих в системах автоматического регулирования температур инерционных объектов при увеличении усиления в цепи обратной связи, необходимого для

40 уменьшения ошибок и увеличения точности регулирования. Сигнал от второго датчика, имеющего меньшую тепловую постоянную времени, позволяет резко повысить запас устойчивости системы автоматического регулирования температуры благодаря более эффективному демпфированию возможных колебаний сиг нала ошибки. Это позволяет испольэовать полученную систему для автоматичэского регулирования в широком диапазоне температуры массивных обьектов: даже в случае, если их тепловые характернотики при этом могут значительно изме Ф няться (2) .

Однако ошибка регулирования в известном устройстве может быть равной нулю только в случае, если температура нагревателя и температура регулируе24 2 мого объекта совпадают ипи отличаются всегда строго на одну и ту же величину, что даже в статическом случае выполняется довольно редко.

Как правило, между нагревателем и объектом регулирования даже в статическом случае устанавливается значительный температурный градиент, возникающий и:- за тепловых потерь регулируемого объекта. В этом случае известная система автоматического регулирования будет отрабатывать фактически некоторую среднюю температуру между нагревателем и объектом, что снижает точность регулирования, особенно при широком диапазоне регулирования температуры, когда величина градиента сильно изменяется.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры, содержащем первую термопару, расположенную на инерционном объекте регулирования и включенную последовательно с ней вторую термопару, тецлои юлированную or обьекта регулиро

I вания, а также включенные последовательно задатчик программы, элемент сравнения, блок управления, усилитель мощности и нагреватель, расположенный в тепловом контакте с инерционным объектом регулирования, между точкой соединения первой и второй термопар и вторым выводом второй термопары включены соединенные последовательно кон \ денсатор и- переменный резистор дифференцируюшей цепи, причем подвижный контакт переменного резистора соединен с вторым входом элемента сравнения.

На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования температу ры инерционного объекта.

Устройство содержит инерционный обьект 1 терморегулирования, первую 2 и вторую 3 термопары, блок 4 управления, задатчик 5 программы, усилитель 6 мощности и нагреватель 7, конденсатор 8 и переменный резистор 9, схему 10 сравнении.

Нагреватель 7 (например, лучевой нагреватель) нагревает объект 1 регулирования (массивную деталь, обладающую значительной тепловой инерцией) и связанную с ним надежным тепловым контактом термонару 2. Поэтому сигнал с выхода термопары 2 точно соответствует температуре объекта, но отличается

3 1037224 4 . большой инерционностью. Вторая тер- порядков) уменьшить регулировкой с мопара 3 может быгь расположена помощью переменного резистора 9 глуи вблизи объекта регулирования, .но бины демпфирования. благодаря всей, сравнительно с объек- При регулировании с помощью луч том регулирования, малой массе, может 5 вого нагревателя температуры обьек обладать значительно (на несколько та-металлического образца, имеющего порядков) меньшей инерционностью. хороший механический контакт с холодПоэтому сигнал второй термопары 3, ными зажимами испытательной машины, продифференцированный цепочкой, сос - в диапазоне от 20 до 1000 С, раэтоящей из конденсатора 8 и резистора 9, 10 ница в температуре нагревателя и обьекимея малое запаздывание по управляюще- та может достигать нескольких сотен му сигналу блока управления, приводит градусов. Использование предлагаемого к эффективному демпфированию,замкну устройства может привести к снижению .той системы автоматического регулиро- соответствующей ошибки (до 10 град) вания температуры, а возникающие при 15 отслеживания температуры от значения, атом динамические ошибки регулирования определяемого сигналом задающего можно значительно (тоже на несколько блока, Составитель Н. Бишевская

Рецактор Г, Волкова Техрец И.Метелева Корректор A. Зарубин

Заказ 6009/49 Тираж 874 Пц

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР цо делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ука ород, ул. Проектная, 4