Высокочувствительный терморегулятор
ОПИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ФУЮ40
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 21 V.1962 (№ 779293/26-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 11 V.1965, Бюллетень № 10
Кл. 21с, 46.-0
Государственный комитет по делам изобретеиий и открытий СССР
МПК G 05f
УДК 621,313.07(088.8) Дата опубликования описания 28Х1.1965.
ВЬ1СОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ТЕРМОРЕГУЛЯТОР
Подписная арутга ¹ 91
Известны высокочувствительные терморегуляторы, сод-p>fcBIIlHe мостовой преобразователь, первые два плеча которого состоят из термометра сопротивления, используемого в качестве датчика, и градуированного переменного сопротивления, применяемого в качестве задатчика, усилитель напряжения, фазочувствительный выпрямитель, управляющий дросселем напря>кения и корректирующий его по первой производной. Дроссель используют в качестве исполнительного органа.
Описываемый терморегулятор отличается or известных тем, что в третье и четвертое плечо его мостового преобразователя включены ем костные реактив ности.
Это позволяет использовать в терморегуляторе фазовую селекцию, благодаря которой повышается чувствительность регулятора, устраняется ьлиянпе наводок и исключаются подвп>кные элементы.
Кроме того, в описываемом терморегулятпре применен стабилизатор — ограничите,гь амплитуды, состоящий из двух встречно включенных диодов, например кремниевых, шунтирующих цепь сетки второй лампы усилителя, и из цепи отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель мощности и содержащей диод, на который подается за пирающее смещение от отдельного потенциометра.
Это позволяет устранить паразитную амплитудную составляющую управляющего сигнала, вырабатываемого преобразователем.
На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого терморегулятора; на фиг. 2 — измерительная мостовая схема тер морегулятора; на фиг. 3 — эквивалентная схема моста; на фиг.
4 — графики изменения напряжения от сопротивления моста; на фиг. 5 — принципиальная
10 схема терморегулятора.
Терморегулятор содержит (фиг. 1) датчик
Д, включенный в схему преобразователя Пр, с выхода которого сигнал рассогласования поступает на усилитель У переменного тока, ко15 торый содер>кит сдвигающее устройство ФУ корректирующей цепи системы регулирования и охвачен жесткой отрицательной обратной связью ОС по постоянному току. Напряжение с выхода усилителя У, стабилизированное по
20 амплитуде, подается на выход фазочувствительного выпрямителя ФВ, нагруженного обмоткой управления МУ дросселя насыщения, обмотки переменного тока которого последовательно с нагревательным элементом элект25 рической печи П включены на напряжение сети. С выхода фазочувствительного выпрямителя ФВ снимается сигнал .постоянного тока для формирования первой производной и через устройство КУ подается на фазосдвига30 ющее устройство ФУ, которое обеспечивает
171040
40 дополнительную модуляцию по фазе сигнала рассогласования с фазовым признаком.
Измерительная схема терморегулятора представляет собой неуравновешенный мост переменного тока, запитанный от отдельной обмотки трансформатора Тр, (фиг. 2). Параллельно двум плечам моста, содержащим сопротивления R> и Рз, включены ветви R3 С, и
R4 Сз. В два других плеча моста включен термометр сопротивления R: и задатчик — переменное проволочное сопротивление Лз, с помощью которого устанавливается необходимая температура.
В измерительной диагонали моста находится входной трансформатор Трз. На эквивалентной схеме (фиг. 3) такого преобразователя сопротивление задатчика R, = Z>, сопротивление термометра сопротивления R.- = Z2, а сопротивления двух других плеч Z3 и Z4 определяются по формулам параллельного соединения двух ветвей.
В отличие от моста переменного тока, содержащего в четырех плечах активные сопротивления, в котором при переходе через равновесие напряжение на измерительной диагонали изменяется скачком на 180, уменьшаясь до нуля, рассматриваемый мост при изменении сопротивления термометра обеспечивает плавное изменение напряжения по фазе на диагонали аб в пределах от нуля до 180 .
Пользуясь методом контурных токов, можно доказать, что — 3»
М = (Л +24) ° (Zg+Zз) +
+ (4+ Аз) (з + з) +
+ Zoj (з + Z4 + Z;) +
+ (Лз Z;+Z4 Zü+
+Z1 Лзи
При определенных соотношениях парамет— )ров элементов моста сдвиг напряжения по фазе на 180 получается при очень малых изменениях сопротивления R.-. Графики изме-+нения напряжения U, по модулю и фазе при изменениях R: (см. фиг. 4), вычислены по вышеприведенной формуле и при значениях R — — R2 —— Rq — — 68 ом. Как видно из графика, изменение сопротивления всего лишь на 0,2 ол вызывает плавное изменение фазь — >напряжения U,б почти на 150 .
Со вторичной обмотки входного трансформатора Тр, (см. фиг. 5) напряжение рассогласования с фазовой селекцией передается на усилитель У переменного тока на лампах Л вЂ”
Лз с трансформаторным выходом Трз, который обеспечивает напряжение по амплитуде, . достаточное для нормальной работы фазочувствительного выпрямителя ФВ,,собранного на лампах Л4 и Л;. Поскольку, напряжение
65 преобразователя изменяется по амплитуде (фиг. 4), чтобы устранить погрешность регулятора, выходное напряжение усилителя стабилизируепся. Для этой цели в усилителе применяется жесткая отрицательная обрати ай связь по постоянному току, обеспечивающая поддержание выходного напряжения с точностью до 1%.
Для согласования по фазе напряжений усилителя и фазочувствительного выпрямителя в регуляторе используется мостовая фазосдвигающая схема — правая половина лампы Л;, с ручным управлением, осуществляемым переменным:сопротивлением R,.
Для введения корректирующих сигналов в описываемом устройстве используется малая половина лампы Л, усилителя, нагрузкой которой служит колебательный контур Ly С, настроенный в резона нс при отсутствии корректирующего сигнала на сетке этой лампы.
При подаче на сетку лампы корректирующего сигнала происходит изменение тока лампы и управление беоконта ктным способом индуктивностью L>, вследствие применения магнитной проницаемости магнитного сердечника с обмоткой. Изменение величины индуктивности
L, вызывает расстройку контура L>C<", что обеспечивает дополнительный сдвиг фазы напряжения, снимаемого с этого контура на последующие каскады усиления.
Коэффициент усиления усилителя выбирается так, чтобы при равенстве сопротивлений датчика и задатчика Яз = Рз) напряжение на фазочувствительном выпрямителе было достаточным для управления (150 — 200в).
Описываемый терморегулятор найдет применение в различных областях техники, где требуется стабилизация температуры с высо-. кой степенью точности.
Предмет изобретения
1. Высокочувствительный терморегулятор, содержащий мостовой преобразователь, первые два плеча которого .состоят из термометра сопротивления — в качестве датчика, градуированного переменного сопротивления — в качестве за датчика, усилитель напряжения, фазочувствитель ный выпрямитель, управляюший дросселем напряжения — в качестве исполнительного органа и корректирующий контур по первой производной, отличающийся тем, что, с целью использования фазовой селекции, позволяющей повысить чувствительность регулятора, устранить влияние паводок и исключить подвижные элементы, третье и четвертое плечо мо стового преобразователя выполнены с включенными в них емкосвными реактивностями.
2. Терморегулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения паразитной амплитудной составляющей модуляции управляюшего сигнала, вырабатываемого преобразователем, в нем применен стабилизатор-ограни171040 :
Фиг.!
Фиг.З
Фиг. 2
У
180
100
10 б7 Б75 Бо Б85 Е9
Фиг. Ф читель амплитуды, состоящий из двух встречно включенных диодов, например кремниевых, шунтирующих цепь сетки второй лампы усилителя, и из цепи отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель мощ ности и содержащей диод, на который подается запирающее смещение от отдельного потенциометра.
171040
Фиг 5
Составитель А. Иванова
Техред Л. К. Ткаченко Корректор T. В. Муллина
Редактор П. Шлаин
Типография, пр. Сапунова, д. 2
Заказ !30215 Тира>к !525 Формат бум. 00Y90I/8 Обьсм 0,41 изд. л. Цена 5 коп, ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
