SU918938A1

SU918938A1 - Device for regulating temperature

Info

Publication number: SU918938A1
Application number: SU802976972A
Authority: SU
Inventors: Виктор Павлович Чайкин; Аркадий Леонидович Вайнер
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4371
Priority date: 1980-08-22
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1982-04-07

Description

(5) Устройетро ДЛЯ РЕ ГУЛИРОВАНИЯ(5) Gadgetro FOR PE PULSE

..;. . i .. . i

Изобретение относитс к автоматическому регулированию температуры, в частности к регул торам температуры термостатов дл элементов РЭА, и может быть использовано в радиотехнике , технике св зи, медицине, микробиологии и приборах дл научных исследований.The invention relates to automatic temperature control, in particular to thermostat temperature controllers for radio electronic components, and can be used in radio engineering, communication technology, medicine, microbiology, and scientific research instruments.

Известны регул торы температуры, содержащие чувствительный элемент, задани , усилительно-преобразующее устройство, регулирующий и исполнительный элементы О.Known temperature regulators, containing a sensitive element, tasks, amplifying and transforming device, regulating and actuating elements O.

Однако такие регул торы обеспечивают изменение величины тока через i исполнительный элемент в зависимости от величины разности между напр жением , вырабатываемым чувствительным элементом, и напр жением, снимаемым с элемента задани . При этом максимальное значение тока через исполнительный элемент может значительно превышать номинальное значение. ,However, such controllers provide a change in the magnitude of the current through the i actuator, depending on the magnitude of the difference between the voltage produced by the sensing element and the voltage taken from the task element. The maximum value of the current through the actuating element can significantly exceed the nominal value. ,

ТЕМПЕРАТУРЫTEMPERATURES

Известно устройство с выключателем дл защиты от перегрузки транзисторного коммутирующего усилител с двум коммутационными состо ни ми. Устройство содержит схему сравнени , на которую подают соответствующий величине тока коммутации потенциал и потенциал, получаемый на отдельном делителе напр жени , спусковую схему , схему И и звено задержки Z. Выключатель устройства работает дискретно - в нормальном режиме закрыт, а при максимальном значении тока коммутации запираетс f2.A device with a switch for overload protection of a transistor switching amplifier with two switching states is known. The device contains a comparison circuit to which the potential and potential obtained on a separate voltage divider, the release circuit, AND circuit and Z delay link are supplied. f2.

Недостатком этого устройства вл етс то, что оно полностью запирает коммутирующий элемент, т.е. не обладает свойством ограничени тока через него на определенном, заранее заданном уровне.A disadvantage of this device is that it completely locks the switching element, i.e. does not possess the property of limiting the current through it at a certain, predetermined level.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс терморегул тор , содержащий усилитель мощности и подключенный к его выходу исполнительный элемент - нагреватель 3. Недостатком известного регул то$ а вл етс то, мто он не обеспечивает защиту исполнительного элемента от перегрузки. Например, при применении источников, напр жение которых превы шает напр жение исполнительного элемента , в момент включени устройства и при отработке переходных процессов при больших возмущени х ток через Исполнительный элемент может значительно превышать номинальное значейие . При этом уменьшаетс надежность исполнительного элемента, а при применении в качестве исполнительного элемента термоэлектрических батарей увеличиваетс врем переходного процесса по причине выхода режима работы термобатареи из области оптимальных значений. Цель изобретени - повышение его надежности и быстродействи . Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл регулировани температуры, содержащее включенные последовательно термочувствитель ный мост, основной операционный усилитель , усилитель мощности и исполнительный элемент, например термоэлектрическую батарею, а также первый источник питани , подключенный к входной диагонали термочувствитель ного моста, и второй источник питани , соединенный с цеп ми питани основного операционного усилител , усилител мощности и исполнительного элемента, содержит включенные после довательно дополнительный операционный усилитель, один из входов которо го подключен к задающему делителю, и усилитель дока, выходом св занный с вторым входом усилител мощности, второй вход дополнительного операционного усилител подключен к выходу усилител мощности, а цепи питани его и усилител тока подключены к второму источнику питани . На чертеже изображена структурна . схема устройства. Устройство содержит термочувствительный мост 1, датчик 2 температуры первый источник 3 питани , основной операционный усилитель k, усилитель 5 мощности, исполнительный элемент 6 например термоэлектрическую батарею, ёторой источник 7 питани , дополнительный операционный усилитель 8, ре гулируемый делитель 9 напр жени , усилитель 10 тока и суммирующий резистор 11, Входна диагональ термочувствительного моста 1, в одно из плеч которой включен датчик 2 температуры, подключена к первому источнику 3 питани , а выходна диагональ - к входам основного операционного усилител , К выходу основного операционного усилител 4 подключен вход усилител 5 мощности, выход которого через исполнительный элемент 6 подключен к второму источнику 7 питани . К точке соединени усилител 5 мощности и исполнительного элемента 6 подключен первый вход дополнительного операционного усилител В, второй вход которого подключен к отводу регулируемого делител 9 напр жени . Выход дополнительного операционного усилител 8 через усилитель 10 тока подключен к суммирующему резистору 11, включенному последовательно с и сточни ком сигнала (выходом операционного усилител if) в входной цепи усилител 5 мощности на общую шину устройства. Устройство дл регулировани температуры работает следующим образом. При включении начальный разбаланс термочувствительного моста 1 очень велик, операционный усилитель k и усилитель 5 мощности наход тс в н сыщении и ток через исполнительный . . UuCTn. элемент 6 равен Зн-э . При этом величина тока через исполнительный элемент 6 может в несколько раз превышать его оптимальное значение. Однако, ток через исполнительный элемент 6 не достигает своего максимального значени , так как сигнал, пропорциональный напр жению на исполнительном элементе 6, сравниваетс с заранее заданным напр жением на регулируемом делителе 9 напр жени при помощи дополнительного операционного усилител 8 и, в случае положительной разности напр жений, операционный усилитель 8 открываетс . Токовый выходной сигнал операционного усилител 8, усиленный усилителем 10 тока, подаетс на суммирующий резистор 11. При этом падение напр жени на резисторе 11 увеличиваетс и входной ток усилител 5 мощности уменьшаетс . Соответственно уменьшаетс и выходной ток усилител 5 мощности до величины, заранее заданной регулируемым делителем 9 напр жени .The closest to the invention to the technical essence is a thermostat containing a power amplifier and an actuator - heater 3 connected to its output. A disadvantage of the known regulator is that it does not protect the actuator from overload. For example, when using sources, the voltage of which exceeds the voltage of the actuating element, at the moment of switching on the device and during the development of transient processes with large disturbances, the current through the actuating element can significantly exceed the nominal value. This reduces the reliability of the actuator, and when using thermoelectric batteries as the actuator, the transient process time increases due to the output of the thermopile operation mode from the optimum values. The purpose of the invention is to increase its reliability and speed. This goal is achieved by having a temperature control device comprising a temperature-sensitive bridge connected in series, a main operational amplifier, a power amplifier and an actuator, such as a thermoelectric battery, as well as a first power source connected to the diagonal of the temperature-sensitive bridge, and a second power source connected to the power supply circuits of the main operational amplifier, power amplifier and actuating element, contains sequentially connected An additional operational amplifier, one of the inputs of which is connected to the master divider, and a dock amplifier connected to the second input of the power amplifier, the second input of the additional operational amplifier is connected to the output of the power amplifier, and its power supply and current amplifier are connected to the second power source . The drawing shows a structural one. device schema. The device contains a thermosensitive bridge 1, a temperature sensor 2, a first power source 3, a main operational amplifier k, a power amplifier 5, an actuator 6 for example a thermoelectric battery, a third power source 7, an additional operational amplifier 8, a variable voltage divider 9, a current amplifier 10 and summing resistor 11, the diagonal of the heat-sensitive bridge 1, in one of the arms of which temperature sensor 2 is connected, is connected to the first power source 3, and the output diagonal is connected to the main inputs of the operational amplifier, to the output of main operational amplifier 4 connected to the power input of amplifier 5, output of which through the actuating member 6 is connected to the second power supply 7. The first input of the additional operational amplifier B is connected to the connection point of the power amplifier 5 and the actuator 6, the second input of which is connected to the tap of the variable voltage divider 9. The output of the additional operational amplifier 8 through the current amplifier 10 is connected to a summing resistor 11 connected in series with and a signal source (output of the operational amplifier if) in the input circuit of the power amplifier 5 to the common bus of the device. The device for temperature control works as follows. When enabled, the initial unbalance of the heat-sensitive bridge 1 is very large, the operational amplifier k and the power amplifier 5 are in saturation and the current through the executive. . Uuctn. element 6 is equal to zn-e. The value of the current through the actuating element 6 may be several times higher than its optimal value. However, the current through the actuator 6 does not reach its maximum value, since the signal proportional to the voltage on the actuator 6 is compared with a predetermined voltage on the regulated voltage divider 9 using an additional operational amplifier 8 and, in the case of a positive difference of voltage the operational amplifier 8 is opened. The current output signal of the operational amplifier 8, amplified by the current amplifier 10, is applied to the summing resistor 11. At the same time, the voltage drop across the resistor 11 increases and the input current of the power amplifier 5 decreases. Accordingly, the output current of the power amplifier 5 is reduced to a value predetermined by the regulated voltage divider 9.

Таким образом, ток через испалнительный элемент 6 не может превысить установленного при регулировке устройства значени .Thus, the current through the operating element 6 cannot exceed the value set when adjusting the device.

Устройство дл регулировани температуры аналогично работает и в ди намических режимах, т,е, при отработке резких возмущений., При этом переходные процессы отрабатываютс устройством за более короткое врем ,The device for temperature control works similarly in dynamic modes, t, e, when working out sharp disturbances. At the same time, transients are processed by the device in a shorter time,

& установившемс режиме работы устройства разность напр жений на . входе операционного усилител 8 отрицательна , операционный усилитель В закрыт и токовый выходной сигнал операционного усилител 8 равен нулю, При этом устройство pa6otaeT в режим пропорционального регулировани ,.& steady-state device operation voltage difference is not. the input of the operational amplifier 8 is negative, the operational amplifier B is closed and the current output signal of the operational amplifier 8 is zero. At the same time, the pa6otaeT device in the proportional control mode,.

Применение изобретени позвол ет защитить исполнительный элемент от перегрузки, повысить надежность его работы, сократить врем переходного процесса при применении в качестве исполнительного элемента термоэлек .трических батарей без существенного усложнени устройства, создает возможность питани низковольтного исполнительного элемента от источника, напр жение которого можетв несколькоThe application of the invention protects the actuator from overload, increases its reliability, shortens the transient process when using thermoelectric batteries as the actuator, without significantly complicating the device, creates the possibility of supplying the low-voltage actuator from the source, the voltage of which can

раз превышать напр жение исполнительного элемента без применений дополнительных гас щих резисторов.times the voltage of the actuator without the use of additional damping resistors.

Claims

1. Vengerovsky L.V., et al. Thermostating systems in radio electronics, L., Zergi, 1969, p.7.

2. Lenten FRG number 2 41316, cl. G 05 F t / 58 pub. 1576.

3. USSR author's certificate №, cl. G 05 D 23/19, 1975 (prototype).