Claims (3)
ныи в тепловом контакте с индукционным нагревателем датчик температуры, а также программный задатчик температуры , первым и вторым выходами соединенный со вторым и третьим входами реле времени, выходом подключенного ко второму входу блока управлени , третьим выходом - к второму входу управл емого делител частоты с переменным коэффициентом делени , четвертым выходом - к второму входу реверсивного счетчика импульсов, который третьим входом св зан с.третьим выходом блока управлени , п тым выходомсо вторым выходом первого блока сравнени , а шестым - с третьим входом блока управлени , введены соединенные последовательно и подключенные к первому входу первого блока сравнени дешифратор, реверсивный регистр сдвига И блок задани нелинейности выходного напр жени цифроаналогового преобразовател , причем второй вход реверсивного регистра сдвига соединен с четвертым выходом программного задатчика температуры, третийс третьим выходом блока управлени , а первый и второй выходы блока задани нелинейности выходного напр жени цифроаналогового преобразовател со вторым и третьим входами цифроаналогового преобразовател соответственно . На чертеже приведена структурна схема предлагаемого устройства дл регулировани температуры. Оно состоит из задающего генератора 1 импульсов, первого 2 и второго 3 ключей соответственно, коммутирующих выходной сигнал задающего генератора, реле Ц времени, управл емого делител 5 частоты с переменным коэффициентом делени , программный задатчик 6 температуры, содержащий переключатели 7, задающие врем выдержки требуемой температуры, нагрева детали, переключатели 8, задающие требуемые скорости нагрева и О(4аждени детали, переключатель 9, задающий уставки по температуре, Q g пуска и обнулени , предназначенный дл подготовки устройства к работе и запуску, блок 11 управлени , управл ющий работой устройства на всех этапах его функционировани . реверсивного счетчика 12 импульсов, осуществл ющего подсчет количества импульсов, поступающих на его вход с выхода делител 5 частоты, дешифратог pa 13| преобразующего двоичный код, поступающий с выхода счетчика 12, в последовательность импульсов, реверсивного регистра It сдвига, первого блока 15 сравнени , осуществл ющего сравнение заданной уставки по температуре с состо нием счетчика 1/, циф роаналогового преобразовател ЦАП 16, преобразующего двоичную информацию , поступающую со счетчика 5, в аналоговый сигнал, второго блока 17 сравнени , позвол ющего осуществл ть непрерывное во времени сравнение заданных в программе температур с действительной температурой детали, уси лител 18, усиливающего сигнал рассогласовани , поступающий.с-выхода блока 17 датчика 19 температуры блока 20 задани нелинейности выходного напр жени ЦАП, содержащее блок 21 задани уставок по напр жению, первого 22 и второго 23 многоканальных электронных коммутаторов, управл ющих работой двухканального регулируемого источника 2Ц напр жени . Устройство дл регулировани температуры управл ет работой индукционного нагревател 25, состо щего из генератора 26 и индуктора 27. Устройство работает следующим образом . С помощью переключателей 7-9, вход щих в состав задатчика 6, задае с требуема программа термообработк детали. При запуске блок 10 формирует сигналы, перевод щие счетчик 12, реверсивный регистр I сдвига и блок 11 в исходноесосто ние. Через проме жуток времени, необходимый дл окончани переходных процессов во всех цеп х устройстве блок 10 переводит блок 11 в состо ние, соответствующее 1 этапу программы термообработки нагреву детали. При этом блок 11 вырабатывает сигналы, перевод щие счегг чик 12 и регистр 14 в состо ние пр мого счета и разрешает.прохождение импульсов от задающего генератора 1 через ключ 3 иа делитель 5 частоты. Счетчик 12 осуществл ет подсчет импульсов , поступающих на его вход от делител 5 частоты, с частотой, опре дел емой положением переключател 8, Информаци о состо нии счётчика 12 поступает на вход дешифратора 13, ЦАП 16 блока 15. При достижении в счетчике 12 числа, соответствующего температуре нагрева детали, заданной переключателем 9 блок 15 вырабатыва ет сигнал, перевод щий блoJ 11 в состо ние , cooTBeTCTByifxisee IJ этапу программы термообработки выдержки достигнутой температуры детали. При этом блок 11 запрещает прохождение последующих импульсов задающего генератора 1 через ключ 3 на вход делител 5 частоты. Одновременно с этим открываетс ключ 2, а счетчик 12 и регистр11 переход т в хранени наход щейс в них к этому моменту информации. По окончании заданного переключателем 7 интервала выдержки достигнутой температуры детали реле k времени переводит в состо ние , соответствующее III этапу программы термообработки охлаждению детали. При этом блок 11, закрыва ключ 2, разрешает прохождение импульсов задающего генератора 1 через ключ 3 и переводит счетчик 12 и регистр I сдвига в режим обратного счета. После полного считывани записанного в счетчик 12 числа блок 15 переводит блок 11 в исходноесосто ние . ЦАП 16 на всех этапах те|жообработки детали преобразует двоичный код, поступающий от счетчика 12 в аналоговый сигнал, который, в свою очередь, подаетс на один из входов блока 17. На другой его вход поступает сигнал обратной св зи от датчика 19 температуры. Разность этих сигналов, усиленна усилителем 18, управл ет работой генератора 26 индукционного нагревател 25, который в зависимости от величины и знака сигнала рассогласовани увеличивает или уменьшает напр жение, питающее индуктор 27. Блок 20 позвол ет аппроксимировать нелинейную выходную характеристику термодатчика с помощью ломаной кусочно линейной кривой. При этом число точек перегиба аппроксимирующей кривой определ етс требовани ми, предъ вл емыми к точности реализации заданной программы термообработки детали . В процессе реализации заданной программы термообработки детали на счетный вход реверсивного регистра Ц сдвига от дешифратора 13 поступает сери импульсов. Их число равно числу перегибов аппроксимирующей кривой в пределах заданной переключателем 9 температуры нагрева обрабатываемой детали. В ыходы регистра 14 соединены с вклюменными параллельно цеп ми управлени коммутаторов 22 и 23. Ка кдому линейному отрезку аппроксимирующей кривой соответствует включенное состо ние одного из каналов коммутатора 22 и одного из каналов коммутатора 23. Через включенные каналы коммутаторов 22 и 23 на управл ющие входы источника 24 напр жени подаютс уставки по напр жению , задаваемые блоком 21, дл точек перегиба аппроксимирующей кривой в соответствии с нелинейной выходной характеристикой термодатчика. Выходное напр жение одного из каналов источника 2А напр жени используетс дл питани декодирующей сетки ЦАП 16 а выходное напр жение второго канала источника 2А напр жени подаетс на нагрузочное сопротивление ЦАП 16, где оно суммируетс с напр жением за данной программы, подаваемым на блок -17. Изменени напр жени питани декодирующей сетки ЦАП 1б ведет к изменению шага квантовани , а следовательно , и к изменению наклона выходного напр жени ЦАП 16 на этапах нагрева и охлаждени обрабатываемой детали . Изменение напр жени второго канала источника 2А напр жени ведет к изменению выходного -напр жени ЦАП 1б, а следовательно, и к смешению напр жени программы термообработки в точках излома аппроксимирующей линии. Таким образом, зна тип термодатчи ка и измен в точках перегиба аппрок симирующей линии с помощью потенциоме ров наклон и смещение, вход щих в состав блока 21 задани уставок по напр жению , величину выходных напр жений источника 24 напр жени , можно корректировать выходное напр жение ЦАП 16 в соответствии с выходной характеристикой термодатчика. Использование в блоке 20 дес тиканальных коммутаторов позвол ет с высокой точностью аппроксимировать не линейную выходную характеристику термодатчика. Например, дл термоэлектрических параметров группы ХА, удовлетвор ющих требовани м ГОСТ 3044 61, максимальна ошибка аппроксимации не превышает 0,04, в диапазоне температур 2oo-i6ooc. Применение в регул торе температу ры дес тиразр дного цифроаналогового преобразовател и дес тиканальных ком мутаторов позволит использовать термо 9 6 - 8 датчики различных классов, выходное напр жение которых измен етс от 10 до 100 мВт в диапазоне температур , При этом отклонени от заданной программы термообработки, как показали расчеты, не превыс т 0,3 независимо от класса используемого датчика . Формула изобретени Устройство дл регулировани температуры , содержащее задающий генера-тор импульсов, соединенные последовательно и подключенные к его первому выходу первыц ключ и реле времени, соединенные последовательно и подключенные к его второму выходу, второй ключ, а также управл емый делитель частоты с переменным коэффициен том делени , реверсивный счетчик импульсов , первый блок сравнени и блок управлени , первый и второй выходы которого подключены ко вторым входам первого и второго ключей соответственно , соединенные последовательно цифроаналоговый преобразователь, первым входом св занный с первым входом первого блока сравнени , второй блок сравнени , усилитель и индукционный нагреватель, подключенный входом ко второму выходу усилител , а выходом к первому входу второго блока сравнени и установленный в тепловом контакте с индукционным нагревателем датчик температуры,а также программный задатчик температуры первым и вторым выходами соединенный со вторыми и третьим входами реле времени, выходом подключенного ко второму входу блока управлени , третьим выходом к второму входу управл емого делител частоты с переменным коэффициентом делени , четвертым выходом - к второму входу реверсивного счетчика импульсов , который третьим входом св зан с третьим выходом блока управлени , п тым выходом - со вторым входом первого блока-сравнени , а шестым с третьим входом блока управлени , отличающеес тем, что, с целью повышени точности и расширени области применени устройства, оно содержит соединенные последовательно и пЬдключенные к первому входу первого блока сравнени дешифратор, реверсивный регистр сдвига и блок задани нелинейности выходного напр же.998007610thermal sensor with induction heater, temperature sensor, as well as software temperature adjuster, first and second outputs connected to the second and third time relay inputs, output connected to the second input of the control unit, third output to the second input of a variable frequency controlled divider with a variable factor dividing, by the fourth output, to the second input of the reversible pulse counter, which is connected to the third input with the third output of the control unit, the fifth output with the second output of the first block The sixth, with the third input of the control unit, is connected in series and connected to the first input of the first comparison unit a decoder, a reversing shift register AND a non-linearity setting unit for the output voltage of the D / A converter, the second input of the reversing shift register is connected to the fourth output of the program temperature controller , the third with the third output of the control unit, and the first and second outputs of the unit for setting the nonlinearity of the output voltage of the digital-to-analogue converter with the second th and third inputs of the digital-to-analog converter, respectively. The drawing shows a structural diagram of the proposed device for temperature control. It consists of a master oscillator 1 pulses, the first 2 and second 3 keys, respectively, switching the output signal of the master oscillator, time relay C, variable frequency divider 5 with variable division factor, temperature program setpoint 6, containing switches 7, which set the required temperature hold time , heating parts, switches 8, specifying the required heating rates and O (4 details of the part, switch 9, which sets the settings for temperature, Q g start and zero, designed to prepare the device operation and start-up unit, control unit 11 controlling the operation of the device at all stages of its operation. reversing pulse counter 12, counting the number of pulses arriving at its input from the output of frequency divider 5, decrypter pa 13 | converts the binary code, arrives from the output of counter 12, into a sequence of pulses, a reverse shift register It, of the first comparison unit 15, which compares a predetermined temperature setting with a counter 1 / state, digital analog converter D / A converter 16, which transmits binary information from counter 5 to the analog signal of the second comparator block 17, which allows continuous comparison of the temperatures specified in the program with the actual temperature of the part, amplifier 18 amplifying the error signal, the incoming signal from the output 17 of the block Temperature sensor 19 of block 20 sets nonlinearity of the output voltage of the DAC, containing block 21 of setting voltage settings, first 22 and second 23 multichannel electronic switches controlling the operation of two channels adjustable source 2C voltage. A temperature control device controls the operation of the induction heater 25 consisting of a generator 26 and an inductor 27. The device operates as follows. With the help of switches 7-9, which are part of the setting device 6, you set the required program for heat treatment of the part. At start-up, block 10 generates signals that convert counter 12, reversing shift register I, and block 11 to its initial state. After a period of time necessary for the termination of transients in all circuits of the device, unit 10 transfers unit 11 to the state corresponding to stage 1 of the heat treatment program for heating the part. In this case, the block 11 generates signals that translate the pulley 12 and the register 14 into the direct counting state and allows the passage of pulses from the master oscillator 1 through the key 3 and frequency divider 5. Counter 12 performs counting of pulses arriving at its input from frequency divider 5, with a frequency determined by the position of switch 8. Information about the state of counter 12 is fed to the input of the decoder 13, DAC 16 of block 15. When the counter reaches 12, corresponding to the heating temperature of the part specified by the switch 9, the block 15 generates a signal that transforms the bloJ 11 into the state, cooTBeTCTByifxisee IJ to the stage of heat treatment of the exposure of the reached temperature of the part. In this case, the block 11 prohibits the passage of subsequent pulses of the master oscillator 1 through the key 3 to the input of the frequency divider 5. At the same time, key 2 is opened, and counter 12 and register 11 are transferred to the storage of the information contained in them at that moment. At the end of the interval of exposure of the part temperature set by the switch 7, the relay k translates to the state corresponding to the third stage of the heat treatment program for cooling the part. When this block 11, closing the key 2, allows the passage of the pulses of the oscillator 1 through the key 3 and translates the counter 12 and the shift register I in the countdown mode. After a full reading of the number recorded in the counter 12, the block 15 converts the block 11 to its initial state. A DAC 16 at all stages of the workpiece processing converts the binary code received from counter 12 into an analog signal, which in turn is fed to one of the inputs of block 17. At its other input, a feedback signal is received from temperature sensor 19. The difference of these signals, amplified by amplifier 18, controls the operation of generator 26 of induction heater 25, which, depending on the magnitude and sign of the error signal, increases or decreases the voltage supplying inductor 27. Block 20 allows the non-linear output characteristic of the thermal sensor to be approximated using a broken piecewise linear crooked. In this case, the number of inflection points of the approximating curve is determined by the requirements imposed on the accuracy of the specified heat treatment program for the part. In the process of implementing a predetermined program of heat treatment of the part, a series of pulses is fed to the counting input of the reversing shift register C from the decoder 13. Their number is equal to the number of bends of the approximating curve within the heating temperature of the workpiece set by the switch 9. The outputs of register 14 are connected to the on-switch parallel control circuits of switches 22 and 23. Each linear segment of the fitting curve corresponds to the on state of one of the channels of the switch 22 and one of the channels of the switch 23. Through the switched channels of the switches 22 and 23 to the control inputs of the source 24, the voltages are supplied to the voltages set by the block 21 for the inflection points of the approximation curve in accordance with the non-linear output characteristic of the thermal sensor. The output voltage of one of the channels of the voltage source 2A is used to power the decoding grid of the DAC 16 and the output voltage of the second channel of the voltage source 2A is applied to the load resistance of the DAC 16, where it is summed with the voltage of the program-17. A change in the supply voltage of the decoding grid of the DAC 1b leads to a change in the quantization step and, consequently, to a change in the slope of the output voltage of the DAC 16 during the heating and cooling stages of the workpiece. A change in the voltage of the second channel of the voltage source 2A leads to a change in the output voltage of the D / A converter 1b, and consequently, to the mixing of the voltage of the heat treatment program at the break points of the approximating line. Thus, knowing the type of thermal sensor and the change in the points of inflection of the approximation line using the tilt and shift potentiometers included in the unit 21 for setting voltage settings, the value of the output voltage of the voltage source 24, can be adjusted the output voltage of the DAC 16 in accordance with the output characteristic of the sensor. The use of ten-channel switches in block 20 makes it possible to approximate a non-linear output characteristic of a thermal sensor with high accuracy. For example, for thermoelectric parameters of the XA group, meeting the requirements of GOST 3044 61, the maximum approximation error does not exceed 0.04, in the temperature range 2oo-i6ooc. The use of a ten-digit digital-to-analog converter and ten-channel switches in the regulator will allow the use of thermal 9 6 - 8 sensors of various classes, the output voltage of which varies from 10 to 100 mW in the temperature range, At the same time, deviations from the specified heat treatment program, as shown by calculations, do not exceed 0.3, regardless of the class of sensor used. A device for temperature control, comprising a master pulse generator, connected in series and connected to its first output primary key and time switch connected in series and connected to its second output, second key, and a variable frequency controlled divider division, reversible pulse counter, the first comparison unit and the control unit, the first and second outputs of which are connected to the second inputs of the first and second keys, respectively, connected by Consequently, a digital-to-analog converter, a first input connected to the first input of the first comparison unit, a second comparison unit, an amplifier and an induction heater, connected by an input to the second output of the amplifier, and an output to the first input of the second comparison unit and a temperature sensor installed in thermal contact with the induction heater, as well as the programmable temperature adjuster of the first and second outputs connected to the second and third inputs of the time relay, the output connected to the second input of the control unit, the third output to the second input of a controlled frequency divider with a variable division factor; the fourth output to the second input of a reversible pulse counter, which is connected to the third output of the control unit by the third input, the fifth output to the second input of the first comparison unit, and the sixth the third input of the control unit, characterized in that, in order to increase the accuracy and expand the field of application of the device, it contains connected in series and front to the first input of the first comparison unit a decoder, p versivny shift register unit and the output voltage nonlinearity specifying zhe.998007610
ни цифроаналогового преобразовател . Источники информации,no digital to analog converter. Information sources,
причем второй вход реверсивного ре-прин тые во внимание при экспертизе гистра сдвига соединен с четвертымthe second input of the reversing re-taken into account in the examination of the gist shift is connected to the fourth
выходом программного задатчика темпе- 1. Авторское свидетельство СССРthe output of the programmer temp. 1. USSR author's certificate
ратуры, третий - с третьим выходом s 640278,. кл. D 23/19, 1979. блока управлени , а первый ивторойthe third, with the third output s 640278 ,. cl. D 23/19, 1979. control unit, and the first and second
выходы блока задани нелинейности вы- the outputs of the non-linearity setting block
2. Автррское свидетельство СССР2. Authorship certificate of the USSR
ходного напр жени цифроаналогового№ 761589, кл. G 21 О П/00, 1980. преобразовател - со вторым и третьим input voltage digital-analogue number 761589, cl. G 21 O P / 00, 1980. Converter - with the second and third
3. Авторское свидетельство СССР3. USSR author's certificate
входами .цифроаналогового преобразо- Ю№ , кл. G 05 D 23/19, 1978entrances. digital conversion conversion UN, cl. G 05 D 23/19, 1978
вател соответственно.(прототип).likewise respectively. (prototype).