Способ регулирования температуры и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к терморегулированию и может быть использовано при создании термостатов. Способ обеспечивает повышение точности регулирования за счет компенсации аналитической ошибки термостата по предварительно измеренной зависимости статической ошибки от температуры окружающей среды. Устройство, реализующее способ, содержит датчик температуры термостата и последовательно соединенные датчик температуры окружающей среды, АЧП, ППЗУ и ЦАП. Выходы ЦАП и датчика температуры подключаются к входам сумматора, выход которого соединен с регулятором, подключенным выходом к нагревателям. 2 ил.

сооз советсних социАлистических

РЕСПУБЛИК (192 (И1 (59 4 G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный кОмитет по иэОБРетениям и ОТКРытиям

ПРИ ГННТ ССО (21) 431636) /24-24 (22) 30.07.87 (46) 23.0?,89, Бюл. Р 27 (?1 ) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А,В,Дюков и М.Г.Рохман (53) 621.555.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1264151, кл. G 05 D 23/19, 1985, Авторское свидетельство СССР

К- 1434415, кл. G 05 D 23/19 1986. (54) С11ОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУ РЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к терморегулированию и может быть испольИзобретение относится к прецизионному термостатированию и может быть . использовано при регулировании температуры с использованием принципа компенсации статической ошибки терморегулирования в случае, когда датчик температуры расположен не на объекте термостатирования.

Цель изобретения — повышение .точности регулирования за счет компенсации статической ошибки.

На фиг.1 приведена схема устройст- ва, реализующего способ регулирования температуры; на фиг.2 — схема измерения зависимости статической ошибки термостата от температуры окружающей среды.

Устройство содержит термостат 1 с камерой 2, нагреватели 3, датчик

4 температуры, датчик 5 температуры

2 зовано при создании термостатов. Способ oáеспечивает повышение точности регулирования за счет компенсации аналитической ошибки термостата по предварительно измеренной зависимос- . ти статической ошибки от температуры окружающей среды. Устройство, реализующее способ, содержит датчик температуры., термостате и последовательно соединенные датчик температуры окружающей среды, АЧП, ППЗУ н ЦАП. Выходы ПАП и датчика температуры подключаются к входам сумматора, выход которого соединен с регулятором, подкяоченным выходом к нагревателям, 2 с. п. ф лы, 2 ил. окружающей среды, перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ) 6, задатчик 7 температуры, регулятор 8, сумма".îð 9, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10 и цифроаналоговый преобразователь (IIAII) 11. Для измерения зависимости статической ошибки термостата от температуры окружающей среды используются также аналогоцифровые преобразователи 10, 12, и 13, блок 14 вычитания, таймер 15 и эталонный датчик 16 температуры, Регулирование температуры производят следующим образом.

Перед началом регулирования определяют зависимость статической ошибки термостата от температуры окружающей среды, для чего помещают термостат в климатическую камеру 1 не показана), температуру в которой изме149576 яяют "=,о всем возможном диапазоне температyp внешней среды, при этом на внешней поверхности термостата 1 устанавливают датчик 5 температуры ок5 ружающей среды. В центре термарегуляруемой области, -т,е, в центре рабочей камеры 2, где необходимо поддерживать температуру постоянной, помещают эталонный датчик 16 температуры, при этом выходы датчиков 16 и

4 через АЦП !О я 12 соответственно подкюпачены к входам блока 14 вычитания, а выход датчика 5 температуры через АЦП 13 соединен с адресной шиной ППЗУ 6, длина данных которого подключена к выхоцу блока 14 вычитания, а вхоц управления записью — к выходу таймера 14 и входам стробирования АЦП 10, 12 я 13 Температу" 20 ру климатической камеры выводят на минимальное значение„ а затем по команде " Пуск" линейно изменяют до . верхнего значения, при этом регулятор 8 поддерживает температуру каме- 25 ры 2, однако пря различных температурах внешней среды статическая ошибка термос"a;.чрованяя различна, и она характеризуется выходныы кодом блока !

4 вычитания, а выходной код АЦП 12 30

;;ара-,;теряэует температуру внешней с р е, - -

Через одянаковь1е промежутки времени в ППЗУ 6 в последовательные нчейкя .осуществляот запись кода, про- 35 порцнонального статической ошибке, пря =-roi < путем стробярования АЦП 10, 12 vx 13 добиваются неизменности Нх

3B1!иси. TBKHM образом, в ППЗУ б хранятся коды кор- р0 рекцяя в функции температуры окр9жаюО щей среды. Далее датчик 5 температуры, АЦП 13 и ППЗУ 6 включаются в систему регулирования таким образом, что ППЗУ 6 работает в режиме считы.- 45 ваняя, я его выходной сигнал, суммируясь с сигналом датчика 4 температуры обеспечива т независимость точности термостатярованяя от температуры внешней средь",, 50

Прн работе термостага в режиме регулирования температуры производится непрерывное измерение температуры внешней среды при помощи датчика 5 температуры., помещенного на внешней поверхности термостата 1. Из ППЗУ 6 с заданной дискретностью считывается сигнал коррекция, величина которого определяется температурой внешне

3 4 среды, измеренной датчиком 5 температуры. Сигнал коррекции суммяруется с сигналом датчика 4 так, что их сумма, являющаяся сигналом обратной связи для регулятора Я,<определяет истинное значение температуры в центре камеры 2.

Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим образом.

При работе термостата 1 на выходе датчика 4 вырабатывается сигнал, пропорциональный температуре камеры 2 в точке расположения датчика 4, а на выходе датчика 5 — сигнал, пропорциональный температуре внешней среды, поэтому с выхода ППЗУ 6 считывается код сигнала коррекции, величина которого зависит от сигала датчика

5, преобразованного при помощи АЦП

1О в цифровой код.

Код сигнала коррекции с выхода

ППЗУ 6 преобразуется в аналоговый сигнал при помощи ЦАП 11 и пос гупает на второй вход сумматора 9, на первый вход которого поступает сигнал с выхода датчика 4 температуры, Таким образом, в каждый момент времени вырабатываемое на выходе сумматора 9 напряжение пропорционально не температуре точки, в которой расположен датчик 4-, а температуре точки камеры

2, в которой расположен объект.термостатирования, что приводит к точной компенсации термостата, т.е, в сигнале обратной связи, снимаемом с выхода сумматора 9, нет паразитной составляющей, зависящей от темпера.туры окружающей среды, так как в зависимости от нее ППЗУ 6 вырабатывает различные коды коррекции.

Поэтому управляющее воздействие регулятора 8 при любых температурах внешней среды пропорционально только разности между заданной и истинной температурами объекта, а ошибка, вно-, симая в сигнал управления из-за расположения датчика 4 не на объекте управления, полностью компенсируется о при всех возможных температурах окружающей среды выходным сигналом ППЗУ

6. Выходной сигнал регулятора 8 воздейс - вует нй нагреватели 3 и этим под,ерживает заданнее значение темпера- . о туры в камере термостата в месте расположения термостатируемого объекта.

Способ регулирования и устройство, его реализующее, обеспечивают высо5 1495, кую точность термостатирования в широ- ,ком Диапазоне температур окружающей среды.

Формула изобретения

I. Способ регулирования температуры термостата, заключающийся в измерении температуры внутри термостата, измерении температуры окружающей термостат-среды, формировании по ее значению корректирующего сигнала, регулировании температуры по суммарному сигналу температуры внутри термостата и корректирующему сигналу, о т -15 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирова) ния за счет компенсации статическои ошибки, корректирующий сигнал формируют по априорной зависимости статической ошибки термостата от температуры окружающей среды, 2. Устройство для регулирования температуры, содержащее термостат

63 6 с расположенны;и в его камера датчиком температуры и нагревателями, задатчик температуры регуля ор, сумматор и датчик температуры окружающей среды,, расположенный на нижней стенке термостата, причем датчик температуры подключен к одному из входов сумматора, подключенного выходом к одному из входов регулятора, другой вход которого подключен к выходу задатчика температуры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,.с целью повышения точности регулирования за счет компенсации статической ошибки, устройство содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, перепрограммируемое запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с Другим входом сумматора, а выход датчика температуры окружающей среды соединен с входом цифроаналогового преобразователя.

1495763

Составитель Г,Крейман

Редактор В.Данко Техред И.Дидык . Корректор Yi.Âàñèëüåâà

Заказ 4265/45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 1 3035, Москва, Ж-З 5 ° Раушская наб., д. 4/5

° Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101