• 2 Принцип действия систем термостатирования.



  • страница1/4
    Дата14.01.2018
    Размер0.53 Mb.
    ТипМетодическая разработка

    Методическая разработка для лабораторного практикума по радиофизике и радиоэлектронике


      1   2   3   4

    Казанский Государственный Университет
    Физический факультет кафедра радиоэлектроники

    СИСТЕМЫ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ В РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ
    Методическая разработка

    для лабораторного практикума

    по радиофизике и радиоэлектронике.

    КАЗАНЬ - 1997г.



    Составители: ст.преп. каф. р/э К.С.Сайкин инж. каф. р/э B.B.Tory лев

    Методическая разработка подготовлена для лабора­торной работы "Системы термостатирования в радио­электронике" общего радиофизического практикума, проходящего на кафедре радиоэлектроники физиче­ского факультета КГУ. Данная лабораторная работа выполняется студентами 3-го и 4-го курсов потока "ра­диофизика".

    Макет методической разработки был подготовлен с использованием



    • издательской системы LATeX

    • программы P-CAD для схемотехнического моде­лирования на ПЭВМ

    • графического дизайнера Desing-CAD-3.

    Оглавление



    1. Введение……………………………………………………………………………………… 4

    2. Принцип действия СТ……………………………………………………………………….. 4

    3. Классификация СТ…………………………………………………………………………. 5

    1. Краткая характеристика типов СЭТ………………………………………………………... 6
      4.1 Принципы регулирования, применяемые в ОЭТ……………………………………….… 7

    5 Элементы СТ………………………………………………………………………………. 7

    1. Датчики температуры ………………………………………………. 7

    2. Регулирующие устройства ……………………………………………… 10

    3. Исполнительные элементы ……………………………………………… 11

    6 Описание установки………………………………………………………………... 15

    7 Порядок выполнения работы………………………………………………………………. 15



    8 Список литературы………………………………………………………………………… 17

    Список рисунков



    1. Обобщённая структурная схема СЭТ. ……………………………………………...5

    2. Характеристика релейного датчика температуры…………………………………………8

    3. Схемы регуляторов температуры ……………………………………………... 10

    4. Статическая характеристика спирального и тран­зисторного нагревателей…………….. 11

    5. Полупроводниковый термоэлемент ……………………………………………... 12

    6. Статическая характеристика термобатареи…………………………………………….13

    7. Блок-схема установки………………………………………………………………………… 14


    1 Введение

    Среди новейших достижений науки и техники особое место занимает развитие полупроводниковой электроники. Нет не­обходимости доказывать сегодня все преимущества полупро­водниковых приборов. Однако ряд недостатков, присущих им не позволяет применять их так широко как это необходимо.

    Основным из этих недостатков является нестабильность параметров п/п приборов при изменении температуры. Для уменьшения влияния температуры на параметры элементов радиоэлектроники в настоящее время применяются различ­ные системы термостатирования (СТ).

    Системой термостатирования называется тепловая авто­матическая система регулирования, поддерживающая в за­данном объёме заданную температуру с определённой точ­ностью независимо от изменения её в окружающей среде и внутреннего тепловыделения. Применение СТ особенно целе­сообразно там, где термокомпенсация и другие схемные спо­собы решения не дают удовлетворительных результатов.

    СТ, предназначенные для работы в р/э аппаратуре, от­личаются от аналогичных схем в других областях науки и техники прежде всего малыми габаритами и весом, коротким временем выхода на режим, небольшой потребляемой мощно­стью и высокой точностью поддержания температуры статирования.

    2 Принцип действия систем термостатирования.

    В самом общем случае р/э устройство представляет со­бой совокупность элементов, связанных различными функ­циональными зависимостями. Каждый элемент устройства обладает нестабильностью, обусловленной изменением кос­венного параметра и, так называемой, паразитной чувстви­тельностью.

    Паразитная чувствительность, проходящая на выход уст­ройства с равными коэффициентами влияния, составляет до­полнительную, а иногда, основную погрешность. Так, в при­боростроении хорошо известно, что при работе устройства в широком диапазоне температур полная погрешность почти на 50% сводится к температурной погрешности.

    Бели косвенным параметром является температура окру­жающей среды, то температурная погрешность определяется как алгебраическая сумма составляющих от каждого элемен­та:






    (1)
    γ1, γ2,,,,,,γn- температурные коэффициенты эле­ментов, входящих в устройство;

    b1,b2,,,,,bn - коэффициенты влияния;

    n - количество элементов в схеме;

    ΔT - изменение температуры окружающей среды.

    Уравнением 1 определяются три способа уменьшения тем­пературной погрешности:


    1. Уменьшение температурных коэффициентов элементов;

    2. Уменьшение коэффициентов влияния;

    3. Сужение температурного диапазона.

    Первый способ предполагает применение элементов с ма­лым температурным коэффициентом и создание схем темпе­ратурной компенсации. Второй - проектирование схем, в ко­торых коэффициенты влияния имеют минимальное значение. Третий - создание систем термостатирования.

    Два первых способа, как уже говорилось, не всегда дают желаемые результаты, а иногда становятся и весьма сложны­ми. Поэтому в настоящее время всё чаще при проектировании устройств применяют системы электрического термостатиро­вания (СЭТ).



    В соответствии с теорией автоматического регулирования структурная схема СЭТ выглядит как показано на рис. 1 (U0 , ТC - внешние воздействия на систему, Р , U1 ÷ U3 , I, Т -внутренние воздействия). Структурная схема составлена та­ким образом, что она отражает физику процессов в системе: на регулируемый объект (термостат) в зависимости от внеш­ней температуры или внутреннего тепловыделения воздей­ствует положительный или отрицательный тепловой поток, изменяющий температуру внутри термостата. Это приводит к изменению входного параметра чувствительного элемента, который выдаёт на выходе напряжение U1 пропорциональное изменению температуры. На элементе задания устанавлива­ется напряжение Uo0 , соответствующее требуемому значению




    Рис. 1: Обобщённая структурная схема СЭТ.

    температуры статирования. Рассогласование U2 = U1 — U0 по­даётся на усилительно-преобразующее устройство, а потом в виде сигнала U3 на регулирующий элемент, изменяющий величину тока исполнительного элемента. Исполнительный элемент служит для создания дополнительного теплового по­тока, за счёт изменения которого и происходит компенсация отклонения внутри термостата.



    В данной схеме преобразование воздействий направлено по одному замкнутому контуру и такая СЭТ называется од­ноконтурной. В более сложных вариантах СТ регулирование может быть и многоконтурным.
      1   2   3   4

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Методическая разработка для лабораторного практикума по радиофизике и радиоэлектронике