Устройство для регулирования температуры

 

зная

ОПИС

И 3 О Б Р E Т Е и И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

ri»746462 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 030478 (21) 2600732/18-24 (51) IA KB с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

G 05 0 23/19

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 070780. Бюллетень Мо 25 (53) УДК 621,555 6 (088.8) .

Дата опубликования описания 07,0780 (72} Авторы изобретения

Е.Я. Чернов, И.В. Андрушев, Ю.К. фирсов и В.Т, Несвитайло (71).Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

wd(P) =

i° - т,р

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессов изменения температуры в установках различного назначения.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, подключенный к объекту регулирования, задатчик, блок управления, подключенный к исполнительному элементу, в котором для повышения динамических свойств системы регулирования использован блок определения динамических параметров объекта регулирования (1).

Известно также устройство для регулирования температуры, которое содержит датчик температуры и последовательно соединенные эадатчик температуры, элемент сравнения, блок управления, исполнительный элемент и нагревательный элемент (2) .

Недостатком известных устройств: является плохая динамическая 3сарактеристика датчика.

Использование защитных устройств, увеличение массы температурного спая датчика (термопары) приводит к увеличению инерционности датчика, к ограничению динамических возможностей системы в целом.

Передаточная функция датчика температуры в этом случае выражена

t

10 где Т1 — постоянная времени датчика температуры, К 1 — коэффициент передачи датчика, р — оператор дифференцирования, 15 Целью изобретения является повы-. шение быстродействия устройства для регулирования температуры путем сокращения инерционности датчика беэ изменения его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что оно содержит последовательно соединенные интегратор и масштабный усилитель, а также задатчик постоянной времени и сумматор, пер25 вый вход которого подключен к выходу датчика температуры, второй вход— к выходу масштабного усилителя, а выход подключен ко второму входу элемента сравнения и первому входу

3п интегратора, второй вход которого

746462 подключен к задатчику постоянной времени.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, Устройство для регулирования температуры содержит исполнительный элемент 1, подключенный к нагрева" тельному элементу 2, выход которого связан с датчиком 3 температуры, К обмотке управления исполнительного элемента 1 подключен выход блока 4 управления, вход которого . соединен с элементом 5 сравнения, причем последний по первому входу связан с задатчиком 6 температуры, а по второму входу — с выходом сумматора, 7, построеннЬго на базе решающего усилителя 8, на вход которого подключен датчик температуры.

Вход сумматора 7 через масштаб- ный усилитель 9 по цепи местной обратной связи соединен с выходом интегратора 10, собранного на регаающем усилителе 11, в обратной це" - пи которого параллельно включены конденсатор 12 и переменный резистор

13, подвижный контакт которого ки йематически,связан с задатчиком

14 постоянной времени, а вход интегратора подключен к входу элемента 5 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный величине нагрева, поступает с датчика 3, инерционность которого характеризуется постоянной времени Тд, на сумматор 7 и далее на один из входов элемента 5 сравнения. По местной обратной связи через интегратор 10 на усилителе 11 с постоянной времени Т=йьС, равной постоянной времени датчика, предварительно установленной эадатчиком 14 и резистором 13, сигнал поступает на масштабный усилитель 9 с коэффициентом усиления R4/R@ и на вход усилителя 8.

Такая схема соединений внОвь введенных элементов 7-14, а также соответствующий выбор коэффйциентов передачи интегратора масштабного Усилителя и сумматора позволяет получать поСтоянную времени меньше постоянной времени Ьтдельно включенного датчика температуры.

На другой вход элемента 5 сравнения подается сигнал с задатчика 6 температуры. Сигнал рассогласования с выхода элемента сравнения поступает на блок управления, управляющий исполнительным элементом 1. Нагрева30

45

5.5

1О

26

25 тельный элемент 2, питаемый энергией от исполнительного элемента,выделяет необходимое количество тепла в соответствии с заданным законом управления, При этом величина регулируемой температуры измеряется датчиком 3.

Использование активных элементов: сумматора усилителя, интегратора, масштабного усилителя и задатчика постоянной времени, соединенных по рекомендуемой схеме, позволило улучшить динамические характеристики устройства для регулирования температуры. В результате снижена инерционность системы при использовании защищенных датчиков, Таким образом, в устройстве для регулирования температуры датчик температуры имеет постоянную времени, равную 800 с, удалось снизить время переходного процесса.до 5-6 с,что позволило снизить расход энергии на нагревательном элементе и количество расходуемого газа в экспериментальной установке в среднем на 12-16%.

Расширяется воэможность экспериментальных установок эа счет организации новых экспериментов с более сложной и содержательной программой.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры и последовательно соединенные задатчик температуры, элемент сравнения, блок управления, исполнитель-. ный элемент и нагревательный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, введены последовательно, соединенные интегратор и масштабный усилитель, а также задатчик постоянной времени и сумматор, первый вход которого подключен к выходу датчика температуры, второй вход — к выходу масштабного усилителя, а выход подключен ко второму входу элемента сравнения и первому входу интегратора, второй вход которого подключен к задатчику постоянной времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 528551, кл. G 05 D 23/19, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 547735, кл. G 05 0 23/19, 1977 (прототип).

746462

Составитель Л. Птенцова

Техред И. Асталош Корректор М. Вигула

Редактор Г. Петрова

Заказ 3942/37

Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4