Устройство для регулирования температуры

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования неэлектрических величин, обеспечивает отслеживание требуемых температур нескольких объектов регулирования и повышение точности регулирования температур объектов, находящихся в сходных условиях. Для этого устройство содержит датчик 1 температуры, подключенный через блок управления 2 к управляющему входу основного исполнительного элемента 3, включенного последовательно с нагревателем 4. Устройство для регулирования температуры содержит также блоки формирования задержки 6, дополнительные исполнительные элементы 7 и дополнительные нагреватели 5. Первые входы блоков формирования задержки и первые выходы дополнительных исполнительных элементов соединены с выходом основного исполнительного элемента. Выходы блоков формирования задержки подключены к управляющим входам дополнительных исполнительных элементов, вторые выходы которых соединены с дополнительными нагревателями и с вторыми входами блоков формирования задержки. Блок формирования задержки содержит ограничительный резистор 8 и накопительный конденсатор 11, выход которого подключен к выходу диода сброса 9 и первому входу элемента сравнения 10. Второй вход элемента сравнения соединен с вторым выводом ограничительного резистора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соииАлистичесних

РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изоБРетениям и ОТКРытийм

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4227333/24-24 (22) 11.02.87 (46) 15.07.89. Бюл. 9 26 (72) Т.В. Аржанникова (53) 621.555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 426223, кл. С 05 д 23/19, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 657417, кл. С 05 D 23/19, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 1282096, кл. С 05 D 23/19, 1984.

„„SU„„1493985 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Иэобретение относится к области автоматического регулирования неэлектрических величин, обеспечивает отслеживание тоебуемых температур нескольких объектов регулирования и повышение точности регулирования температур объектов, находящихся в сходных условиях. Для этого устройст3 !493985 во содержит датчик температуры, подключенный через блок управления

2 к управляющему входу основного исполнительного элемента 3 включенноУ

5 го последовательно с нагревателем 4, Устройство для регулирования температуры содержит также блоки формирования задержки 6, дополнительные исполнительные элементы 7 и дополнительные !0 нагреватели 5. Первые входы блоков формирования задержки и первые выходы дополнительных исполнительных элементов соединены с выходом основного исполнительного элемента. Выходы бло4 ков формирования задержки подключены к управляющим -входам дополнительных исполнительных элементов, вторые выходы которых соединены с дополнительными нагревателями и с вторыми входами блоков формирования задержки. Блок формирования задержки содержит ограничительный резистор 8 и накопительный конденсатор 11, вывод которого подключен к выходу диода сброса 9 и первому входу элемента сравнения 10.

Второй вход элемента сравнения соединен с вторым выводом ограничительного резистора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к автомати" ческому регулированию неэлектрических величин, в частности температуры. с использованием электрических ° средств, и может быть использовано в системах термостатирования несколь- 25

Ъ ких объектов регулирования, находящихся в сходных условиях, Цель изобретения — повышение точности регулирования температур объектов, находящихся в сходных условиях.

На фиг.! изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2— эпюры напряжения, поясняющие работу, устройства.

Устройство для регулирования тем- 35 пературы содержит датчик температуры

1, блок управления 2, включенный последовательно с основным исполни" тельным элементом 3, наприЕ ер, транзистором, выход которого подключен 40 к основному нагревателю 4, и дополнительные нагреватели 5, блоки форми" рования задержки 6 и дополнительные исполнительные элементы 7, например, транзисторы.

Блок формирования задержки 6 содержит ограничительный резистор 8, который подключен к аноду диода сброса 9, к первому входу элемента сравнения 10 и через накопительный конденсатор 11 соединен с катодом третьего диода 12 и с анодом второго диода 13 ° Катод второго диода 13 подключен к катоду третьего диода 14 и к катоду стабилитрона 15, анод которого соединен с анодом первого диода

12 и подключен к общему концу устройства. Анод третьего диода 14 соедиУГг

Е! акс OTch ос мин ) е — коэффициент, характеризующий условия теплоотдачи и геометрические размеры основного объекта отслеживания;

t«cÄ вЂ” температура отслеживания основного объекта регулиро. вания;

t« минимальная температура окружающей среды.

Конденсаторы !! практически не за" ряжены и транзисторы 17 элементов сравнения 10 закрыты. Через открытые где К неи со вторым входом элемента сравнения 10, Элемент сравнения IO выполнен на резисторе 16 (первый вход элемента сравнения 10) который подключен к, базе транзистора 17, эмиттер которого соединен с анодом третьего диода

14 (вторым входом элемента сравнения 10 ), Коллектор транзистора 17 через резистор 18 соединен с выводом питания устройства, а через стабилитрон 19 к резистору 20. Другой конец резистора 20 (выход блока формирования задержки 6, через резистор 21 соединен с общим концом устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При минимальной температуре окружающей среды транзистор основного исполнительного элемента открыт, основной нагреватель 4 рассеивает макси мальную мощность P компенсируя яNm теплоотдачу с поверхности основного объекта регулирования. При этом

1493985

15 где К.

Е я тст пе б . зри ст1 и и n — Е2 б б + б р ) V«, Т- б л

При. ртсл i t oc

P м«кс 1 атсл i ас ювум

55 транзисторы 7 дополнительных исполнительных элементов и через основной исполнительный элемент 3 текут токи дополнительных нагревателей 5, Прн

5 этом сопротивления дополнительных нагревателей 5 так же, как и в известном устройстве, выбираются таким образом, чтобы мощности, рассеиваемые ими при минимальной температуре окружающей среды компенсировали теплоотдачу с поверхности дополнительных объектов регулирования при требуемой температуре отслеживания:

Р„„„„- К,(е,,„; -е„„„), K(t атсл -t ос лаий1

Pgi RH

К;(сл ос ) коэфФнциент, характеризую- 20 щий условия теплоотдачи и геометрические размеры

i-ro дополнительного объекта регулирования;

R . — сопротивление i-го допол- 25

H i нительного нагревателя;

t сл — требуемая температура отслеживания i-го дополнительного объекта регулирования. 30

При температуре окружающей среды t ос ас мнК канал отслеживания температуры основного объекта формирует режим работы основного исполнительного элемента, при котором средняя мощность, рассеиваемая основным нагревателем 4, компенсирует теплоотдачу с поверхности основного объекта регулирования при его температуре, равной требуемой температуре отслежива-: 40 ния:

Т -nnlç

Рн ср К(от сл ос ) T tt aaasac где T — период сигнала, формируемого основным исполнительным элементом 3;

0б — время закрытого состояния

") основного исполнительного элемента 3.

Конденсатор ll блока формирования задержки 6 заряжается во время закрытого состояния транзистора 3 (эпюра

2, фиг.2), через первый диод 13 и стабилитрон 15, до напряжения 7 равным при б Т значению:

3a* б а ст (й ст) ° заР где б — постоянная цепи заряда б ЭаР конденсатора 11;.

V« — напряжение стабилиз;.иш. ст; стаоилитрона 15; л

Š— напряжение питания устройв ства.

При этом транзистор 17 элемента сравнения открыт, а транзисторы до— полнительных исполнительных элементов 7 закрыты.

Как только транзистор 3 откроется, конденсатор 11 начнет разряжаться через открытый транзистор 3 и пепервый диод 12. При н пряжении на конденсаторе 11, равным V ;, закрывается тран=истор 17 и открывается транзистор 7 пополнительного исполнительного элемента.,Конденсатор 11 быстро разряжается через диод сброса 9 и транзистор 7.

ВРЕМЯ ЗаДЕРжКИ пб „., ФОРМИРУЕМОЕ конденсатором 11, определяется выражением:

Поэтому время закрытого состояния дополнительного исполнительного элемента будет равно:

Мощность, рассеиваемая дополнительным нагревателем определяется выражением:

Еп ртсл — t ос мм»

cT (атсл.1 Ос алин мощность дополнительного нагревателя равна

Таким образом, мощность, р ассеиваемая дополнительным нагревателем, будет уменьшена до величины, компеи" сирующей теплоотдачу с поверхности дополнительного объекта регулирования при его температуре, равной температуре отслеживания.

При температуре окружающей среды

toc атсл, конденсатор 11 разряжается до напряжения, равного напряжению стабнлитрона 15 в тот момент времени, I 4 93985 когда транзистор 3 основного исполнительного элемента закроется, и дополнительный нагреватель не будет рассеивать мощность (фиг.2).

Следовательно, выбирая стабилитроны блоков формирования задержки с напряжением стабилизации:

t отсл. i — toe, мнм се| П отсл ос мин и сопротивления дополнительных нагс ревателей: отел toe мин

Hi Hi отсл 1 ос мин

1О I5

Формул а из обрет ения 30

1. Устройство для регулирования температуры объектов, находящихся в сходных условиях, содержащее датчик температуры, установленный на основном объекте регулирования, блбк управления, включенный последовательно с основным исполнительным элемеитом, выход которого подключен к основному нагревателю, и дополнитель- 40 можно осуществить отслеживание требуемых температур нескольких объектов регулирования беэ изменения их в диапазоне температур окружающей среды. 20

Положительный технический эффект от использования изобретения заключается в повьппении точности регулирования температуры дополнительных объек тов, эа счет компенсации изменения 25 температур регулирования дополнительных объектов при изменении температуры окружающей среды. ные нагреватели, о т л и ч а ю щ е ес я . тем, что, с целью повышения точности отслеживания температур дополнительных объектов, оно содержит блоки формирования задержки и дополнительные исполнительные элементы, при этом выход основного исполнительного элемента подключен к управляющим входам блоков формирования задержки и к выводу цепи последовательнО соединенных попарно дополнительных нагревателей и исполнительных элементов, выходы блоков формирования задержки подключены к управляющим входам соответствующих дополнительных исполнительных элементов, выходы которых соединены с входами сбросов соответствующих блоков формирования задержки.

2. Устройство по п.1 р о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования задержки содержит ограничительный резистор, одним выводом подключенный к входу блока, а другим — к аноду диода сброса, катод которого является входом сброса блока, элемент сравнения, выход которого является выходом блока, накопительный конденсатор, диоды и стабилитрон, причем второй вывод ограничительного резистора и первый вывод накопительного конденсатора соединены с первым входом элемента сравнения, второй вывод накопительного конденсатора соединен через встречно включенные первый и

I второй диоды с вторым входом элемента сравнения, через третий диод— с общей шиной и анодом стабилитрона, катод которого подключен к точке соединения первого и второго диодов, 1493985

Составитель Л. Нтенцова

Редактор И. Сегляник Техред Л.Олийнык Корректор М. Самборская

Заказ 4109/44 Тирак 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям ы открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. ГагарИна, 101