Трипозиційний регулятор температури

Цінителям апаратури самого серйозного призначення безумовно буде цікаво створити запропонований пристрій.

Прилад призначений для управління функціями нагріву та охолодження термокамери з покращеними характеристиками точності, стабільності та надійності.

Максимальна чутливість (половина ширини заданого діапазону) – кілька сотих градуса (близько 0,05).
Точність установки заданої температури – близько 0,1°С (визначається параметрами резистора R8).

Принципова схема взята з кількох, проте, морально застарілих, але виключно добре зарекомендувавших себе в випробувальному обладнанні регулятора 1615 фірми «Фейтрон Грейц» ГДР.
В якості датчика використовується термометр опору Pt 100 з будь-яким показником W (відношення опору при 100°С до опору при 0°С).

Особливістю приладу є використання схеми моста Уітстона з підсилювачем, що виключає нестабільність внаслідок старіння, впливу температури, перешкод, зміни напруги живлення тощо, притаманну регуляторам на базі мостів постійного струму.

Крім того, незважаючи на простоту, в приладі реалізовано режим роботи з тимчасовою функцією. Це виключає стрибки температури при змінах заданого значення або, наприклад, при відкритті-закритті дверей камери.

Безумовною перевагою є і те, що вихід з ладу практично будь-якого елемента (крім резисторів моста та реле) приводить тільки до відключення виконавчих пристроїв. Це практично прирівнює прилад до пристроїв, що працюють без нагляду (за ГОСТ Р МЕК 335).

Назва «трьохпозиційний» означає, що є три стійкі стани регулятора: нагрів, охолодження та вимкнене стан при збігу температури в контрольній точці робочого обсягу камери з заданим діапазоном.

Перша схема більш проста. В ній використовується звичайний принцип регулювання з гистерезисом рівня включення для зменшення частоти комутації виконавчих пристроїв.

У другій схемі замість гистерезиса введено пристрій управління рівнем включення.

Схеми роботи та налаштування приладів показані на графіках.

Регулюванням резистором R23 усувається нечіткість спрацьовування реле при включенні/вимкненні нагріву або охолодження.

При вказаних номіналах резисторів моста (R1-R8) межі установки заданої температури: приблизно від +10 до +70 градусів. Відповідність типів трофейних елементів вітчизняним аналогам не встановлювалась. Крім, мабуть, транзистора VT7. Його можна замінити на КП301 з будь-якою літерою.

Настійно рекомендується підключати датчик за наведеною трьохпровідною схемою. В цьому випадку виключається додаткова похибка через зміну температури проводів. Наприклад: маючи двопровідну схему з перетином проводів 0,25 мм і довжиною лінії 5м, отримуємо опір близько 1 Ома. Тоді на кожні 10 градусів зміни температури проводів додаткова похибка буде складати близько 0.1 градуса.

Довжина лінії може бути будь-якою в розумних межах (до 200 – 300м).

Шкала резистора R8 лінійна і градується за мінімум двома точками за допомогою еталонного термометра або проволочних опорів, підібраних відповідно до градуировочної характеристики датчика, включених замість датчика.

В заключення слід сказати, що маючи два подібних регулятора, можна створити кліматичну камеру з підтриманням точного режиму температури та вологості. Наприклад, для тривалого зберігання фруктів. В цьому випадку один датчик повинен бути постійно зволожений, а задана температура устанавливатись відповідно до психрометричної різниці за формулою Шпрунга. Можна також використовувати електрохімічний метод.

м. Кіров (shamshurov.oleg@yandex.ru)