155124. lajstromszámú szabadalom • Precíziós hőmérsékletszabályozó berendezés

155124 3 4 nek tetszőleges termoelektromos átalakítókhoz illeszkedő alapjel értékállító köre, termopárok számára beépített stabilizált hőmérséklet referenciája, 0,1 /tV érzékenységű egyenfeszültség erősítője, széles tartományban változtatható időállandójú P. I. D. szabályozó fokozata, 10 sec-től 50 óráig terjedő változtatható periódus idejű és amplitúdójú elektronikus programgenerátora van, és 50 W-től 15 kW-dg terjedő teljesítményű végfokozatai vannak. Az 1. á'hra a találmány szerinti berendezés blokkvázlatát, a 2. ábra a 78 Cd/22 Sn összetételű lágyforrasztó anyag, valamint a szokásos Sn, ill. Sn ötvözet rézhez viszonyított termoelektromos feszültség karakterisztikáját, a 3. ábra az elektronikus programgenerátor vázlatát, a 4. ábra pedig a programgenerátor kimenőjelének időbeli lefolyását mutatja. Az 1. ábrán látható blokkvázlat 1 kompenzálóköréhez csatlakoztathatók a különböző érzékenységű termopárok, ebbe a fokozatba van beépítve 40, vagy 50 C°-ra állítható hőmérsékletreferencia is. Ez egy olyan fémtömb, amelynek hőmérsékleletét a ráépített termiszter méri, és megfelelő erősítés után az ugyancsak rászerelt végtranzisztor árama tart 0,05 C°-nál stabilabb hőmérsékleten. Ez a kis termosztát tartja állandó hőmérsékleten a kompenziós körök nagy stabilitású feszültségreferenciáját is. Az ellenállás, szén és félvezető hőmérők a 2 mérőhídhoz csatlakoznak, a hídvdszony állításával a hőmérsékletmérési körzet, ill. az illeszthető hőmérő ellenállás változtatható. Mind a termopár, mind ellenállás hőmérőknél a mérési körzet változtatáson kívül helipot szolgál a pontos alapjelérték beállításhoz. A mérőátalakít ók és az alapjel értékjel értékállítóval képzett hibajellel változtatható nagyságú, a 6 elektronikus programgenerátor kimenetéről levett vezérlőjel is sorbakapcsolódik, amely együttes jele a p.V alatti érzékenységű 3 egyenfeszültség-erősítőre kerül. Az erősítő a bemenőjelet négyszögmodulátorral (chopper) váltakozóvá alakítja, majd hangolt transzformátor csatolású, alacsony zajszintű fokozatokon keresztül felerősíti. A teljes feszültségerősítés mértéke nagyobb, mint 106, nagysága a stabilitást növelő negatív visszacsatolás mértékével, jelfeszültség osztással és automatikus érzékenység szabályozással változtatható. Az automatikus érzékenységszabályozás következtében nagyfokú kiegyenlítetlenség sem okoz erős túlvezérlést, így a beállás egyszerű. Az erősítő bemenetén levő felülvágó szűrő, 83 c/s frekvenciára hangolt szelektív erősítő fokozat, fázisérzékeny egyenirányítás és sávszélesség csökkentő szűrés következtében az 50 c/s zavarelnyomás igen nagyfokú. Kisértékű hőmérsékletidifferencia mérését gyakran meghamisítja az érzékelő és indikátor közötti különböző anyagok csatlakozási pontjainak hőmérsékletkülönbsége következtében fellépő parazita termoelektromos feszültségek, amelyek gyakran több ju,V-t is kitehetnek és a környezeti hőmérsékletváltozások következtében állandóan ingadozhatnak. Ez az effektus a leírt berendezésben úgy csökken le elhanyagolható mértékre, hogy a bemenettől a négyszögmodulátorig a csatlakozás mindenütt réztől-rézig történik, lágy forrasztáshoz pedig 78 Cd/22 Sn összetételű ötvözetet használunk. Amint a 2. ábrán látható, az ilyen összetételnél a rézhez viszonyított 7 termoelektromos feszültség az erősítő szóbajövő hőmérsékleti tartományán belül elenyésző, a szokásos Sn, ill. ezzel terrnoelektromos szempontból kb. egyenértékű Pb 60/Sn 40 forrasztóanyag 8 termofeszültségéhez viszonyítva. Az erősítő bemenő köréhez visszavitt negatív visszacsatolással növelhető az erősítő stabilitása. A feszültségosztó alsó tagját, amely a bemenettel sorba van kapcsolva, a szokásos réteg- vagy huzalellenállás helyett a bemeneti szűrő fojtó leágazása képezi, így a réztől-rézig való csatlakozást a negatív visszacsatolás miatt sem kell megszakítani, amely szintén zavaró termofeszültségforrást jelentene. A bemeneti rész termikusan is szigetelve van, kettős vas és mumetall lemezből készült árnyékolása következtében érzéketlen külső szórt mágneses terekkel szemben. A mechanikus négyszögmodulátornak csak olyan típust lehet használni, amelynek az alapzaja a 0,1 /J.V értéket nem éri el, azonkívül a kontaktusai és kivezetései sem hoznak a rézhez képest létre termofeszültséget. Emiatt csak aranyötvözet alapanyagú kontaktusokkal készített, meghajtástól teljes leárnyékolást biztosító típus alkalmazható (réz-arany termofeszültsége: 0,11 /uV/C°). Az előerősítő részt a 4 műveleti fokozat követi, amely a szabályozó rendszer átviteli karakterisztikáját járulékos, tág határok között változtatható elébevágási és utánállási időállandóival (P. I. D. szabályozás) megfelelően korrigálhatóvá teszi, hogy lengésmentes automatikus szabályozás megvalósítható legyen. A kimenőjel közvetlenül a beállítható alapértékű, cserélhető, különböző teljesítményű 5 végfokozatra jut. Ezek max. kimenő értéke 5/50 W, 1 kW, 4/7,5 kW, 15 kW. A szabályozóval stabilizált hőmérsékletérték programozása az alapjelhez adott, előírt függvény szerint változó értékű jelfeszültséggel valósítható (meg. Hőkezelésnél, fizikai-kémiai tulajdonságok hőmérsékletfüggésének vizsgálatánál időben lineárisan változó aszimmetrikus háromszögjelre van szükség, amelynek felszálló és leszálló ágának külö-küílön, tág határok között változtatható idejűnek kell lennie; a hőmérsékltetátfogás nagyságát tetszésszeninti értékre lehessen beállítani 1 C°—1000 C° között. Különösen hőkezelésnél hosszú, egy nap vagy esetleg még hosszabb idejű felfutást is megkívánnak, ezek megvalósítása már körülményes, különösen akkor, ha közben egészen gyors, per-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2