Главная Промышленные терморезисторы



темах регулирования температуры (особенно ее точного регулиро-

"нарис. 4.11 показана схема простейшего регулятора темпера-ц с терморезистором. Включенный в цепь переменный резис-эр .предназначен -" -

срабатывать реле

тор предназначен для задания температуры, при которой должно срабатывать реле. Несмотря «а простоту и эффективность регулирования температуры в пределах ±10° С и менее, эта схема весьма критична к выбору реле. Объясняется это медленным ростом и спадом тока вблизи точки срабатывания, что ведет к появлению «дрожания» реле, увеличению уровня шума и в конечном итоге к преждевременному износу контактов.

Рис. 4.11. Простая схема регулирования температуры, состоящая из последовательно включенных терморезистора, переменного резистора и реле

Более тонкое регулирование температуры достигается включением терморезистора в одно плечо моста Уитстона и постоянных резисторов в остальные плечи. Выходной сигнал подается непосредственно в обмотку реле или (что предпочтительнее) через усилитель. Точность регулирования теоретически определяется коэффициентом усиления усилителя, но практически зависит от целого ряда внешних факторов. Такие факторы, как тепловая связь между датчиком и нагревателем и между нагревателем и объектом, температура которого регулируется, а также мощность нагревателя и скорость отвода тепла, в равной степени влияют на чувствительность датчика, определяющую степень «перерегулирования» нли «недорегулиравания» системы по температуре.

В .регуляторах температуры с маломощными нагревателями реле можно исключить, а мощность нагревателя можно регулпро-

Терморезистор Нагреватель

150кЛ

Рис. 4.12. Схема регулирования температуры термостата для кварцевого стабилизатора частоты


+«3

„ /fv Лг Гг

вать с помощью транзистора. На рис. 4.12 приведена простая мостовая схема термопреобразователя, выходной сигнал которого поступает в операционный усилитель и оттуда - в малогабаритный термостат кварцевого генератора частоты [30]. Другими особенностями этой схемы являются, наличие в ней диода Дь защищающего вход усилителя от чрезмерно большого тока при включении холодного термостата, стабилитрона Дг, «отключающего» транзис-"ор при слабых выходных сигналах операционного усилителя, и



конденсаторов Ci и с.2, предотвращающих появление высокочастотных колебаний. На рис. 4.13 показан поперечный разрез термостата. При хорошем контакте между высокоомным терморезистором и нагревателем, а также между обмоткой нагревателя и корпусом термостата удается достичь интервала переключения регу- лятора в пределах 0,0015°С. Такой тепловой контакт обеспечивает

очень высокую скорость переключения в системе, при этом двойная амплитуда колебаний температуры составляет всего 0,03°С при рабочей температуре термостата 60°С.


Рис. 4.13. Схематический поперечный разрез термостата:

i - пенополиуретановая подушка; 2 - терморезистор; 3 - тонкие проволочные соединения с кристаллом, 4 - проходные изоляторы с низкой емкостью (ПТФЭ); 5 - кристалл; 6 - обмотка нагревателя

Стоит отметить конструкцию терморегулятора для стабилизации температуры термостата кварцевого генератора частоты, построенного по обычной мостовой схеме (рис, 4.14) [31]. В этой схеме два соседних плеча моста Уитстона образованы терморезисторами и постоянными опорными резисторами, а два других -


о 20В

Иагрё-датель

Рис. 4.14. Мостовая регулирующая схема с трансформатором

вторичной обмоткой миниатюрного трансформатора с отводом от средней точки. Сигнал разбаланса моста подается в усилитель с большим усилением, выход которого соединен с первичной обмоткой этого трансформатора. Усилитель содержит генератор, который возбуждает мостовую схему переменным сигналом с частотой 2-3 кГц. Когда мост сбалансирован, то выходной сигнал равен нулю, усилитель не работает и генератор не возбуждается. При разбалансе в генераторе возникают колебания и переменный сиг-нал возбуждает мостовую схему через трансформатор, который увеличивает сигнал разбаланса. Таким образом, положительная обратная связь придает высокую чувствительность схеме.



Сигнал с усилителя поступает через конденсатор в ждущий ильтивибратор, направляющий импульсы в мощный транзистор, оторый соединен с обмоткой нагревателя. Дрейф в схеме при изменении температуры окружающей среды компенсируется включением в цепь моста эталонного резистора с известным положительным ТКС. Эта схема регулирует температуру термостата, работающего при 50° С, с точностью ±0,05° С при изменении температуры окружающей среды от О до 40° С.

В других терморезисторных регуляторах температуры используется триггер Шмитта, который вызывает срабатывание реле в цепи нагревателя. В [32] рассмотрено применение этого принципа в регуляторах, обеспечивающих точность регулирования температуры 25° С в термостатируемых ваннах от ±0,005 до ±2° С. В простейшей схеме регулирования температуры (рис. 4.15) изменение напряжения на терморезисторе, включенном в цепь делителя напрялшния, вызывает срабатывание триггера Шмитта, соединенного с обмоткой реле. Для увеличения чувствительности схемы в цепь базы транзистора Ti можно включить стабилитрон, что увеличивает напряжение на терморезисторе и, следовательно, напряжение переключения. Чувствительность этой схемы с терморезистором сопротивлением 4 кОм составляет приблизительно +0,5° С при 25° С.


+ 24 в

нагрузка

Рис. 4.15. Схема регулирования температуры с простым триггером Шмитта

Рис 416. Триггер Шмитта с двумя каскадами усиления

Дальнейшее увеличение чувствительности до ±0,25 или даже ±0,05° С достигается введением соответственно одного или двух усилительных каскадов перед триггером. На рис. 4.16 показана схема с двумя усилительными каскадзими. Самая чувствительная схеа с точностью регулирования ±0,005° С приведена на рис. 4-17. Вместо дальнейшего увеличения усиления постоянного тока в этой схеме применен генератор с частотой 700 Гц на мосте Вина, который обеспечивает высокую стабильность и исключает помехи. Выходной сигнал генератора определяется уровнем отрицательной обратной связи и зависит непосредственно от сопротивления терморезистора. Этот сигнал детектируется и подается как постоянная составляющая через эмиттерный повторитель на триггер Шмитта. Второй терморезистор i?T2 компенсирует изменения в схеме, вызываемые колебаниями температуры окрулающей среды.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [18] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0119