Терморегулятор
Оп ИСАНИНА 744502
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Ресттублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.04.76 (21) 2348293/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (51) М. Кл.а
G 05 D 23/24
Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 05.07.80 (53) УДК 621.555..6 (088.8) по делом изобретений и отхрыткй (72) Автор изобретения
Г. А. Кийков
Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электрон змерительных приборов (?I) Заявитель (54) ТЕРМОРЕГУЛЯТОР
ГооУдеРстеаинмй комитет (23) Приоритет
Изобретение относится к области электро. измерительной техники и может быть применено для поддержания температуры в термостатах измерительных приборов.
Известен терморегулятор, используемый для регулирования температуры различных объектов. (1 .
Однако он обладает низким КПД вследствие того, что выходные каскады в. неет работают в линейном режиме.
Из известных терморегуляторов иаибо: лее близким к предлагаемому по технической то сущности является терморегулятор, содержащий силовой трансформатор, к выходным обмоткам которого подключены выпрямитель= ные мосты, к выходной диагонали первого из которых через управляющий транзистор. подключена входная диагональ измерительного моста, выходная диагональ которого связана с усилителем, широтно-импульсный модулятор на транзисторе и задающие резисторы 12 .
Однако ввиду того, что в устройстве широтно-импульсный модулятор не синхронизирован с питающей сетью, оно создает помехи, что особенно нежелательно при термостатировании измерительных схем при2 боров, имеющих период интегрирования, равный периоду питающей сети.
Цель изобретения — повышение точности и помехоустойчивости терморегулятора.
Поставленная цель достигается тем, что база транзистора широтно-импульсного модулятора через первый задающий резистор соединена с выходом усилителя, через второй задающий резистор — с выходной диа гональю второго выпрямительного моста, а коллектор — с базой управляющего транзистора.
На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства терморегулятора; на фиг. 2-эпюры напряжений в предлагаемом терморегуляторе.
Терморе(улятор содержит силовой транзистор 1, выпрямительные мосты 2 и 3, управляющий .транзистор 4, измерительный мост 5, усилитель 6, задающие резисторы 7 и 8, широтно-импульсный модулятор на транзйсторе 9.
Эпюра U, (фиг. 2) показывает измене. ние напряжения на выходе усилителя 6, эпюра U а — напряжение в точке соединения резистора 8 с выпрямителем 3, эпюра 13з— напряжение на измерительной дна гоналн
744502 термочувствительного моста, эпюра U л напряжение на выходе выпрямителя 2. Для упрощения рассмотрения работы примем, что величины сопротивления резисто ров 7 и 8 равнономинальны, напряжение на базе транзистора 9 в момент перехода от проводящего к непроводящему его состоя-. нию равно нулю. В момент включения на клеммы 10 и 11 подается.синусоидальное напряжение питающей сети.
Возникающие при этом напрйжения на выходах выпрямителей 2 и 3 показаны на фиг. 2 (соответственно U i u U ).
Рассмотрим вариант работы, когда в момент включения в термостатируемом объеме температура ниже температуры статирования. При этом разбаланс моста максимален. Усилитель 6, образующий совместно с конденсатором 12 схему интегратора, выделяет из сигнала разбаланса и усиливает постоянную составляющую. Поскольку разбаланс велик, усилитель-6 выдает максимальное.отрицательное напряжение U<, превышающее в это время по абсолютному значению амплйтуду напряжения Uq. Следовательно, мгновенное значение тока через резистор 7 больше мгновенных значений тока через резистор 8, через базу транзистора 9 протекает разностный ток, поддерживая открытое состояние транзисторов 9 и 4, обеспечивая тем самым нагрев термочувствитель ного моста 13. П ос кол ьку конструкти в но те рмочувствительный мост 13 выполнен таким образом, что своими элементами охватывает термостатируемый обьем, внутри термостата температура также повышается. По мере разогрева моста он приближается к равно. весию, постоянное напряжение на выходе уснлителя 6 уменьшается (наклонный участок эпюры U1). Это уменьшение приводит к го. му, что на какой-то из полуволн (на эпюрах
U < и U — это вторая из полуволн) мгновенное значение напряжения Uz будет больше, чем U . Поскольку U — положительно, а U1 — отрицательно, на базе транзистора
9 в интервалы времени, когда абсолютное значение U q больше абсолютного значения
U ь тгоявляется положительное напряжение, транзистор 9 закрывается и закрывает транзистор 4. В напряжении, питающем термочувствительный мост U появляются провалы. Это приводит к уменьшению действующего значения напряжения U3, рассеиваемой на термочувствительном мосте мощности и генерируемого им теплового потока.
Процесс изменения напряжения на выходе усилителя 6 прекращается, когда тепловой поток от термочувствительного моста равен тепловому потоку рассеивания, определяемому разностью температур статирования и окружающей среды, а также тепловым сопротивлением между термочувствительным мостом и окружающей средой. Этому режиму работы схемы соответствует горизонтальный участок эпюры U < и соответствующий участок эпюры U На выходе усиД лителя 6 в это время существует определенное значение U3, которое изменяется в зависимости от температуры окружающей среды таким образом, чтобы сохранялось равенство теплового потока рассеивания и теп. лового потока, генерируемого термочувствительным мостом. Изменениям U > соответствует изменение напряжения на входе усилителя 6. При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 6, напряжение, на его входе и изменение этого напряжения малы, разбаланс моста и изменения разба. ланса при изменениях температуры окружающей среды незначительны, температура элементов термочувствительного моста достаточно точно соответствует заданной. Поскольку конструктивйо термочувствительный мост выполнен таким образом, что своими элементами охватывает термостатируемые элементы схемы, последние имеют температуру термочувствительного моста и точность поддержания температуры их также фо высокая.
Термочувствительный мост питается достаточно большим напряжением. Следователь но, термочувствительность моста в предлагаемом терморегуляторе достаточно высокая, в нем можно обеспечить высокую точность поддержания температуры. Напряжение на термочувствительном мосте содержит постоянную составляющую и гармоники, кратные периоду питающей сети. Термостати руемые элементы измерительной схемы не имеют гальванической связи со схемой регулятора. Помеха, создаваемая напряжением на термочувствительном мосте, воздействует
»а элементы измерительной схемы через паразитную емкость и, соответственно, не содержит постоянной составляющей. Так как
З прибор, для которого предназначен термо: регулятор, интегрирующий, с периодом интегрирования, равным периоду питающей сети, интеграл от помехи, создаваемой терморегулятором, равен нулю и она не вносит погрешность в результат измерения.
Управляющий транзистор работает в ереключающем режиме, чем достигается высокая =-кономичность. Транзистор рассеивает малую мощность, следовательно, отпадает необходимость установки на нем. радиатора.
В схеме отсутствуют такие сглаживающие конденсаторы. Поскольку отсутствует рааиатор и сглаживающие конденсаторы, предлагаемый терморегулятор имеет малые габариты.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет создать. экономичный, маЛогабаритный, точный терморегулятор, не соз- . даюгций помех в работе цифрового интегрирующего прибора с периодом интегрирования, равным периоду питающей сети.
Формула изобретения
Терморегулятор, содержащий силовой трансформатор, к выходным обмоткам кото
744502
Фиг.g х
Фие 2
Составитель Я. Птеннова
Редактор И. Нанкина Техред К. Шуфрнч . Корректор Н. Грнгорук
Заказ 3793/l2 Тираж 956 - . Поднисное
ЦН ИИПИ Государственного комятета СССР но делам изобретений a открытия
1 l 3035. Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4/5
Филиал ППП «Патент» г. Ужгород, ул. Проектяая, 4
S рого подключены выпрямительные . мосты, к выходной диагонали первого из которых через управляющий транзистор подключена входная диагональ измерительного моста, выходная диагональ которого связана е усилителем, широтно-импульсный модулятор на транзисторе и задающйе резисторы, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости терморегулятора, база транзистора широтно-импульсно. го модулятора через первый задающий ре6 зистор соединена с выходом усилителя, через " второй задающий резистор — с выходной диагональю второго выпрямнтельного моста, а коллектор — с базой .управляющего тран. зистора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР . ¹ 468225, кл. G 05 0 23/24, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР
Ж 400880, кл..G 05 0 23/! 9, 1971 (прототнп).
