Терморегулятор

CoPHuK

Доброго времени суток.
Столкнулся с задачей реализации терморегулятора который изменяет температуру с линейной скоростью скажем 5-10 *С/мин
Нагревательным элементом служит вольфрамовая нить которая намотана на стеклянный сосуд в котором находиться образец. размер образцов маленький длина ~2-3 см, ширина ~1 см . Температура образца снимается с помощью термопары. Сам прибор предназначен для исследования зависимости электросопротивления от температуры.

Никак не могу понять как реализовать принцип линейного изменения температуры

Может кто-то сталкивался с такого рода задачей.... буду рад любой литературе советам и наработкам.

Реклама

Телекот

Мощность и напряжения нагревателя, ток переменный или постоянный?

Реклама

ШИМ-регулятор поможет в решении вопроса- стандартное решение для регулировки.

ublhjnt

буду рад любой литературе советам и наработкам.

П. Хоровиц, У. Хилл том 2, стр.328.

Реклама

CoPHuK

->Телекот
По поводу мощности сказать сейчас ничего не могу, думаю завтра отпишусь...Источником напряжения был ЛИПС 35, соответственно напряжение я так понимаю не превышало 35 В.
По поводу тока сейчас это не столь принципиально, установку нужно делать с нуля... мне пока подойдет то что проще реализовать так как сам далеко не асс=\...

->Сэр Мурр
ШИМ я сразу подразумевал, но вот как реализовать именно линейный прирост температуры пока не пойму.
Большинство литературы говорит что для похожих задач можно использовать ПИД контроллер с ШИМ выходом. Но с чем-то похожим на это задания я не сталкивался.

->ublhjnt
За литературу спасибо. Думаю лишней не будет=). Но сейчас для меня главное понять как сделать линейный прирост температуры

Реклама

ublhjnt

Столкнулся с задачей реализации терморегулятора который изменяет температуру с линейной скоростью скажем 5-10 *С/мин

Это очень сложная задача даже для специалиста.
Промелькнула фраза "от 0 градусов".
Какая опытная установка? Как изолирована от внешней среды?
Как расчитывался тепломассообмен и решена конвенция?
И много других исходных параметров, которые необходимо знать для расчетов.
Проще решить задачу дискретно, через определенный интервал температур
с временем стабилизации температуры для каждого измерения.
С другой стороны какая разница по какой зависимости происходит нагрев.
Через определенные промежутки времени (можно равные) фиксируется
температура образца и его проводимость.
Выводится зависимость и все, результат будет одинаков, что и при линейном нагреве.

Реклама

CoPHuK

вкратце установка работает так:
включается печка 1 которая приводит к испарению азота и охлаждению образца до температуры Т1.
потом печка выключается и начинается нагрев образца. температура снимается при помощи компьютера при помощи термопары
изоляцией от внешней среды является сам баллон с азотом
Расчет тепломассообмена и конвекции не проводился.

К вопросу какая разница....
Так было поставлено задание=\

Дискретное решение тоже вариант. Тоже над ней думал, но не понятным остается сама реализация

Насколько я понимаю должен стоять какой-то микроконтроллер на базе которого сделан, скажем, ПИД контроллер который выдает ШИМ сигнал, что в свою очередь меняет напряжение на нагревательном элементе, для нагрева до нужной температуры. Когда температура достигает нужного значения(Тн) происходит запись необходимых параметров в компьютер. Дальше изменяется значение Тн и снова происходит нагрев и тд....

что-то типа этого?
З.Ы. схема установки

ublhjnt

Когда температура достигает нужного значения(Тн) происходит запись необходимых параметров в компьютер.

В принципе да. Но проще включить нагреватель и через определенные промежутки времени(1с, 2с,...1час) производить запись необходимых параметров. По графику определишь в любой точке температуры остальные параметры.

Aenigma

Если нагреваемая среда достаточно инерционная, то проще всего регулировать температуру тиристором, открывая его на определённое число полупериодов. Фазоимпульсное управление тиристором нежелательно из-за создаваемых при этом помех и искажения формы напряжения в сети.

Можно несколько упростить задачу. Если предположить, что теплоёмкость нагреваемой среды примерно постоянная и пренебречь теплообменом с окружающей средой (например, в случае достаточной изоляции), то такой нагреватель можно сделать без обратной связи: скорость роста температуры будет пропорциональна мощности нагревателя.

Faun

Вмешаюсь,
Если скорость роста температуры определяющий фактор, то почему-бы не сделать вторичный термостат... ?
Всмысле теплообменная трубка(с стабильной скоростью тока жидкости), погружонная в какое-нить масло, каторое очень активно перемешивается, и постепено(с контролем температуры) нагревается.. Большая инерционность даст вазможность криво регулируя нагрев, плавно его увеличивать... Извиняюсь если не в тему(в плане электрухи ничем не смогу посаветовать...)

В лабораторных хроматографах для определения химического состава веществ, программируется скорость изменения температуры; в аналоговом виде схема достаточно сложна. Сейчас в современных хроматографах всё управление осуществляется программно, через комп.

CoPHuK

И так, перерыл много литературы..... нашел не очень много стоящей информации, по этому снова обращаюсь к вам=(
большинство ситем предназначеных для регуляции температуры, сделаны для поддержания заданого значения температуры, которое в них (насколько я понимаю) устанавливается подстроечным резистором...у меня же это значение через определенный промежуток времени должно изменяться. что можно использовать в качестве даного задающего устройства.

З.Ы. Буду очень рад если кто-то сможет кинуть какую-то элементарную схемку, для управления подобной системой. А то не имея опыта в практике реализовать что-то подобное одному без помощи никак не получается=(

Телекот

Поставьте компаратор, на один вход напряжение с терморезистора, на второй напряжения соответствующее нужной температуре.

FANTASTRON

В принципе идея неплохая использовать ведущей термопару. Напряжение на компаратор с ЦАПа управляемого компьютером подавать.

D.VOVA

CoPHuK писал(а):большинство ситем предназначеных для регуляции температуры, сделаны для поддержания заданого значения температуры...=(

Это действительно так, хотя регулировка подстроечным резистором необязательна. Вам подойдёт любая из схем терморегуляторов на микроконтроллере (в нужном Вам диапазоне температур) и, проще всего, на базе полупроводникового датчика (например TMP100, TMP101 и пр.) и (желательно) без подстроечных резисторов. Далее необходимо модернизировать программу (самому, либо договориться с автором) в плане исключения ручной задачи значения поддерживаемой температуры. Вместо неё вставляется программный блок, реализующий необходимый Вам алгоритм изменения температуры. Как вариант, он может выглядеть следующим образом:- а) установка (или измерение) начальной нижней точки температуры. б) выдача сигнала регистрирующему устройству о нахождении в такой то точке по температуре. в) получение сигнала с регистрирующего устройства, что съём произведён. г) переход на более высокую температуру, отличающуюся на какую то величину дискретности. д) возврат к пункту б, и далее по кольцу до конечной высшей точки температуры. Т.е. линейное изменение температуры заменяется дискретно-ступенчатым. Остаётся только решить, что выбрать в качестве регистрирующего устройства;- компьютер, микроконтроллерное устройство, сесть самому или посадить обезьянку с омметром.

CoPHuK

А возможно ли в этих целях использовать схему автоматического регулятора температуры (взята с журнала ""Радиоконструктор" 2002 год 5 выпуск 23 стр) только напряжение на устройство сравнения D2 подавать не с цепи для задания температуры(R5, R6,R7,R8,R10,R12) а скажем с компьютера или какого-то микроконтроллера

схема выглядит так

Телекот

Ну а кто не даёт подавай напряжения KL4, правда надо сначала посмотреть в каких пределах оно меняется в оригинале.

D.VOVA

Вот такой регулятор я бы точно не посоветовал.
1. гальваническая связь с сетью 220 В
2. аналоговая регулировка
3. КТ118 и пр.
4. .....

Телекот

А у вас с кт118 какие то личные счёты, или что то на подсознании?

D.VOVA

Личные. Подвела меня сильно в своё время. Да и древнее всё в этой схеме, проще всё можно.