Терморегулятор с цифровой индикацией температуры

(51) 03 17/00 (2010.01) 03 17/14 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ соответствующим службам о состоянии контролируемой среды. Терморегулятор с цифровой индикацией температуры, содержащий источник питания,стабилизатор напряжения,резисторы,конденсаторы, проволочный датчик температуры,усилитель-компаратор, коммутатор напряжения питания нагрузки,аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой индикатор,отличающийся тем, что он снабжен одним стабилизатором напряжения, датчиком температуры аналогового, прецизионного, полупроводникового типа, одним усилителем-компаратором сигнала датчика, АЦП с однополярным питанием,коммутатором питания нагрузки, собранного на полевом транзисторе и твердотельном реле. Предлагаемое изобретение найдет применение для автоматического поддержания температуры в различных помещениях, в сфере охраны объектов.(76) Кашевкин Александр Александрович Квитка Василий Николаевич Кошеков Кайрат Темирбаевич Латыпов Сергей Ильдусович Черкасова Ирина Михайловна//-., Термостабилизатор температуры жала - Приднестровский портал радиолюбителей, 27.12.2009(57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для контроля и поддержания в автоматическом режиме температурного состояния среды или температуры пользовательского элемента(механизма, детали), а также цифровой индикации отслеживаемой температуры, включая-выключая нагревательные элементы или подавая сигнал Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для контроля и поддержания в автоматическом режиме температурного состояния среды или температуры пользовательского элемента(механизма, детали), а также цифровой индикации отслеживаемой температуры, включая-выключая нагревательные элементы или подавая сигнал соответствующим службам о состоянии контролируемой среды. Известно устройство установки и контроля температуры жала паяльника(/// Термостабилизатор температуры жала Приднестровский портал радиолюбителей, ),электрическая схема которого приведена на фиг. 1. В состав устройства входит источник питания, где 1 выключатель,2 предохранитель,3 трансформатор. 7 выпрямительный диодный мостик,17-стабилизатор положительного напряжения, 13 стабилизатор отрицательного напряжения, 8, 9, 10, 12, 14, 22 фильтрующие питание устройства конденсаторы. 29 - первый усилитель-компаратор сигнала термопары, 24 термопара, 18, 19, 20, 23, 28 - резисторы установки режима работы первого усилителя-компаратора и установки инициализации уровня срабатывания терморегулятора, 35 - усилитель-компаратор сигнала включения-выключения паяльника, 30, 31,32, 33, 34 - резисторы установки режима работы второго усилителя-компаратора и установки уровня срабатывания термостабилизатора. 39-транзистор ключевого каскада управления подачи питания на паяльник, 40- резисторы установки режима работы ключевого каскада, 25-оптопара, 21-светодиод инициализации состояния отопары горит, значит включено, не горит, значит выключено, 26 резистор выбора режима работы светодиода, 11-тиристор,подключающий паяльник к источнику питания, 15,16 резисторы выбора режима работы тиристора, 5 резистор фильтра помехозащитны, 8-конденсатор фильтра помехозащитны, 4-паяльник, 50-АЦП(аналого-цифровой преобразователь) термостабилизатора, конденсаторы 43, 44, 46, 48, 49 и резисторы 41, 42, 45, 47 элементы установки режима функционирования АЦП, 38 конденсатор фильтра питания АЦП, 55 светодиодный индикатор термостабилизатора. 37 конденсатор фильтра питания индикатора, 36 резистор подбора режима работы индикатора, 51, 52, 53, 54 - резисторы ограничения тока через индикатор. Недостатком данного устройства является высокая сложность изготовления и настройки, наличие громоздкого источника питания, состоящего из понижающего трансформатора, выпрямителя, двух стабилизаторов напряжения (положительного и отрицательного),использование в качестве датчика температуры термопары,гермоЭДС которой,требует дополнительного усиления,а значит дополнительных электро- и радиоэлементов. Обрабатывающим устройством сигнала термодатчика служит АЦП, требующий два источника стабилизированного напряжения питания Упомянутое устройство выбрано авторами за прототип. Задачей изобретения является 2 усовершенствование этого устройства как путем замены АЦП на более совершенный, так и путем замены термопары на более совершенный датчик температуры, что упрощает наладку и регулировку устройства, его монтаж и калибровку, повышает точность отслеживания температуры в автоматическом режиме, а также обеспечивает индикацию температурного состояния обслуживаемой среды или механизма. Технический результат достигается путем использования в качестве АЦП более совершенной микросхемы, а именно СА 3162 Е, выпускаемой фирмой , работающей с одним источником питания и обеспечивающей как преобразование сигнала, поступающего с датчика температуры в цифровую форму, так и калибровку его по верхнему и нижнему пределам. А использование в качестве датчика температуры аналогового полупроводникового прибора фирмы 34, 35, 135, 235, 335,обеспечивающего на своем выходе точное значение напряжения по алгоритму 273 (0 С) 2,73 293 (20 С) 2,93 303 (30 С)3,03 473 (200 С)4,73 позволяет легко и быстро регулировать и настраивать устройство на заданную температуру с точностью до 0,5 С во время его сборки, имея под рукой только прецизионный термометр и наблюдая за значением температуры по используемому в электрической схеме цифровому индикатору. На фиг. 1 показана схема устройства,выбранного в качестве прототипа, а на фиг. 2 заявляемое устройство. Устройство состоит из следующих элементов 1 выключатель,2 предохранитель,3 трансформатор, 4 диодный мостик, 5, 7, 11 конденсаторы фильтра питания устройства, 6 регулируемый стабилизатор напряжения, 12 резистор установки электрического тока через датчик температуры 13, 13 - аналоговый полупроводниковый прецизионный датчик температуры, 14, 15, 16-резисторы установки температуры включения нагревательного прибора,которое индицируется цифровым индикатором при нахождении переключателя 22 в правом положении,17, 18 - резисторы согласования входов усилителякомпаратора. 19 резистор обратной связи усилителякомпаратора, 20, 21 - резисторы точной установки значений напряжений на входах усилителякомпаратора, выражающих значение температуры на светодиодном индикаторе, 22-переключатель,подключающий АЦП 36 к цепи датчика температуры во время проверки его показаний и их соответствия показаниям образцового термометра(левое положение переключателя 22), а в правом положении переключателя контроль устанавливаемой температуры срабатывания устройства, 23 - усилитель-компаратор, 24,25 резисторы установки режима переключения выходного транзистора 27, 26 - диод защиты выходного транзистора 27, 27-транзистор выходного каскада включения реле коммутации цепей питании нагрузки, 28 - резистор фильтрации цепей входа АЦП 36, 29 - твердотельное реле коммутации цепей питания нагрузки с индикацией включенного состояния, 30-конденсатор фильтра входа АЦП 36,31 - резистор калибровки АЦП 36, 31 резистор установки предела измерений, 32- конденсатор цепи обнуления АЦП 36, 35 - резистор установки начального значения показаний АЦП 36, 36 - АЦП аналого-цифровой преобразователь входящих сигналов в цифровую форму, логическая часть микросхемы выдаст сведения о результате измерений в виде трех поочередно меняющихся четырехразрядных кодов на параллельном выходе и трех выходах для опроса разрядов схемы динамической индикации, 37 дешифратор двоичнодесятичного кода в серию последовательных данных о трех разрядах результатов измерений, 38 светодиодные семисегментные индикаторы,показывающие результаты измерений, 39, 40, 41 транзисторные ключи опроса индикаторов 38. Устройство работает следующим образом. Сигнал с датчика температуры 13 через переключатель 22 поступает на вход 11 АЦП 36. Фиксируем показание термометра, находящегося рядом с датчиком температуры и по его значению определяем число (об этом говорилось выше),которое должно высвечиваться на шкале индикатора 38. Подстройка правильного показания производится резистором 20. Затем переводим переключатель 22 в правое по схеме положение и резистором 21 выставляем показание индикатора на один градус ниже, т.е. терморегулятор включается при понижении температуры ниже установленной резистором 20 и будет выключаться при достижении температуры, установленной резистором 21. Значения этой температуры будут высвечиваться на индикаторе, что удобно как при настройке терморегулятора, так и при дальнейшей его эксплуатации. Предлагаемый терморегулятор прост по конструкции и настройке, содержит только один стабилизатор напряжения, содержит аналоговый прецизионный полупроводниковый датчик температуры. Выходной ключ выполнен на полевом транзисторе с коммутатором питания нагрузки, выполненном на твердотельном полупроводниковом реле с индикацией включенного состояния, что повышает надежность и удобство контроля работы терморегулятора. Следовательно,такой терморегулятор вследствие своей простой перестройки на другой диапазон температур может использоваться не только как следящий за температурой состояния среды или механизма, но и как прибор для охраны и защиты объектов промышленного и торгового назначения. Как только температура в помещении превысит значение опасной,включится сигнализация,которая оповестит об этом соответствующие службы. Одним из приоритетных направлений использования терморегулятора,в свете повышения энергоэффективности жилищно-коммунального хозяйства, является автоматическое регулирование и контроль расхода тепловой энергии жилых и производственных помещений. А использование электромагнитных клапанов для коммутации заслонок подачи нагретой воды, позволяет полностью перевести обогрев помещений на автоматическое слежение и поддержание температурного режима в производственных помещениях, в больницах, в учебных заведениях,садиках, детских яслях и во многих других объектах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Терморегулятор с цифровой индикацией температуры, содержащий источник питания,стабилизатор напряжения,резисторы,конденсаторы, проволочный датчик температуры,усилитель-компаратор, коммутатор напряжения питания нагрузки,аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой индикатор,отличающийся тем, что он снабжен одним стабилизатором напряжения, датчиком температуры аналогового, прецизионного, полупроводникового типа, одним усилителем-компаратором сигнала датчика,аналого-цифровым преобразователем(АЦП) с однополярным питанием, коммутатором питания нагрузки, собранного на полевом транзисторе и твердотельном реле.