Selbsttätige Regeleinrichtung für elektrische Wärmegeräte mit Kaltleiter
Die Erfindung stellt eine Anwendung von sogen.Kaltleitern dar, deren Widerstandswert
in einem bestimmten von ihrer Zusammensetzung abhängigen-Temperaturbereich nahezu
sprunghaft und zumeist um mehrere Zehnerpotenzen ansteigt.Automatic control device for electrical heating devices with PTC thermistors
The invention represents an application of so-called PTC thermistors, the resistance of which
in a certain temperature range which is dependent on its composition
increases sharply and usually by several powers of ten.
Eig.l zeigt beispielsweise die Abhängigkeit des Widerstandes #'eines
Kaltleiters von der Temperatur.Eig.l shows, for example, the dependence of the resistance # 'a
PTC thermistor on the temperature.
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Temperaturregeleinrichtung
füi elektrische Wärmegeräte, insbesondere elektrische Kochplatten und besteht darin,
daß der Heizstrom des Wärmegerätes, mindestens teilweise, über einen nicht .in Wärmekontakt
mit dem Wärmegerät stehenden Kaltleiter geleitet ist, welcher durch einen-von einem
Temperaturfühler gesteuerten Heizwiderstand beheizt ist. Als Temperaturfühler kann
beispielsweise ein Thermoelement oder ein temperaturabhängiger Widerstand benutzt
sein. Bei Anwendung eines temperaturabhängigen Widerstandes . mit positivem Temperaturkoeffizienten
als Temperaturfühler liegt der Heizwiderstand vorteilhaft parallel zum Temperaturfühler
und bei nega-
tivem'Temperäturkoeffiziexiten vorteilhaft in Reihe zum Temperatur=
fühler. Zur Einstellung der Solltemperatur des Wärmegerätes
kann bei-
., . _ . , .
spielsweise der Strom im. Heizwiderstand
von 'einem en'steil-
baren Widerstand oder durch eine Einstellbarkeit der im Fühlerström-'
kreis wirkenden Spannung beeinflußbar sein. _. ... ,°.
Weiter ist es vorteilhaft, den Kaltleiter so zu dimensionieren,
daß,
er durch den ihn durchfließenden Strom nicht selbst bis in
den Be-
reich seines sprunghaften Widerstandsanstieges aufgeheizt ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung,
welche Anwendungsbeispiele des Erfindungsgedankens anhand von
Schalt-
beispidlen erläutert:.
Fig.2 zeigt die Anwendung eines Thermoelements als Temperaturfühler,
während
Fig.3 die Anwendung eines temperaturabhängigen Widerstandes
als Tem-
peraturfühler erläutert.
In Fig.2 ist der Heizwiderstand 1 der elektrischen Kochplatte
2 über.
d en nicht in Wärmekontakt mit der Kochplatte stehenden Kaltleiter.3
mit der an den Klemmen 4 und 5 zugeführten Netzspannung verbunden..
Der Kaltleiter 3 besitzt.einen eigenen Heizwiderstand- 6, ;der
über
einen Verstärker 7 mit dem als Temperaturfühler dienenden,
in Wärme-
kontakt mit der Kochplatte stehenden Thermoelement 8 verbunden
ist.
Heim Anlegen der Netzspannung an die Klemmen 4 und 5 ist-d'er
Kaltlei-
ter 3 zunächst niederohmig, so daß ein kräftiger Heizstrom
durch die
Heizwicklung 1 der Kochplatte 2 fließt. Mit zunehmender Erwärmung
der Kochplatte.2wird die vbm Thermoelement 8 abgegebene -Spannung
größer, so'daß der mit dem Ausgang des Verstärkers 7 verbundene
Heiz-
widerstand 6 mit zunehmender Erwärmung der riochplatte einen"zunehmen-
den größeren Strom führt. Sobald der Kaltleiter 3 so weit aufgeheizt
ist, daß er in den Bereich seines sprunghaften Widerstandsanstieges kommt, sinkt
der Strom durch die Heizwicklung 1 der-Kochplatte 2 sehr stark ab. Zur Einstellung
der Solltemperatur kann es beispielsweise vorteilhaft sein, daß der Verstärkungsgrad
des Verstärkers einstellbar ist. .. In Fig.3, in der gleiche Teile wie in Fig.l
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, liegt der Heizwiderstand 6 des Kaltleiters
3 in Reihe mit dem als Temperaturfühler dienenden, in Wärmekontakt mit der Kochplatte
2 stehenden und einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweisenden Widerstand
9 an der Netzspannung. -Beim Anlegen der Netzspannung an die Klemmen 4 und 5 ist
der Kaltleiter 3 zunächst niederohmig, so daß ein kräftiger Strom durch die Kochplatte
2 fließt. Mit zunehmender Erwärmung der Kochplatte 2 verringert sich der Widerstandswert
des Widerstandes 9, so daß ein zunehmend starker Strom durch den Heizwiderstand
6 fließt. Sobald der-Kaltleiter 3 in dem Temperaturbereich aufgeheizt ist, in dem
sein Widerstmdswert nahezu sprunghaft-ansteigt, wird der Strom durch die Heizwicklung
1 der' Kochplatte 2 sehr stark verringert. Um die Solltemperaür der selbst=. tätigen
Temperaturregeleirm chtung einstellen zu können, lassen sich-bei spielsweise anstelle
des einen Kaltleiters 3 (Fig.2 und 3) mehrere Kalt Leiter vorsehen, die einen unterschiedlichen
Temperaturbereich ihres nahezu sprunghaften Temperaturanstieges aufweisen und die_durch.einen
Schalter umschaltbar sind. Zur Einstellung der Solltemperatur kann.der Strom im
Heizwiderstand zusätzlich durch eine Einstellbarkeit der im Fühlerstromkreis wirkenden
Spannung beeinflußbar sein.The invention relates to an automatic temperature control device for electrical heating devices, in particular electric hotplates, and consists in that the heating current of the heating device is at least partially passed over a PTC thermistor which is not in thermal contact with the heating device and which is heated by a heating resistor controlled by a temperature sensor is. A thermocouple or a temperature-dependent resistor, for example, can be used as the temperature sensor. When using a temperature-dependent resistor. with a positive temperature coefficient as the temperature sensor, the heating resistor is advantageously parallel to the temperature sensor and with negative tivem'Temperäturkoeffiziexiten advantageous in series with the temperature =
sensor. To set the target temperature of the heating device, both
.,. _. ,.
for example the current in the. Heating resistor
of 'one en' part-
resistance or through an adjustability of the flow in the sensor
circle acting voltage can be influenced. _. ..., °.
It is also advantageous to dimension the PTC thermistor so that,
through the current flowing through it not even into the
rich of its sudden rise in resistance is heated.
Further details of the invention emerge from the drawing,
which application examples of the inventive concept based on switching
beispidlen explained:
Fig. 2 shows the use of a thermocouple as a temperature sensor,
while
Fig. 3 the use of a temperature-dependent resistor as a temperature
temperature sensor explained.
In Figure 2, the heating resistor 1 of the electric hotplate 2 is over.
the PTC thermistors that are not in thermal contact with the hotplate. 3
connected to the mains voltage supplied to terminals 4 and 5 ..
The PTC thermistor 3 has its own heating resistor 6,; the over
an amplifier 7 with the serving as a temperature sensor, in heat
contact with the hot plate standing thermocouple 8 is connected.
When the mains voltage is applied to terminals 4 and 5, the cold conductor
ter 3 initially low resistance, so that a powerful heating current through the
Heating coil 1 of hotplate 2 flows. With increasing warming
the hotplate.2 is the voltage delivered by the thermocouple 8
larger, so that the heating element connected to the output of amplifier 7
resistance 6 with increasing heating of the rioch plate an "increase
carries the greater current. As soon as the PTC thermistor 3 is heated so far that it comes into the area of its sudden increase in resistance, the current through the heating coil 1 of the hotplate 2 drops very sharply. To set the target temperature, it can be advantageous, for example, for the gain of the amplifier to be adjustable. .. In Figure 3, in which the same parts as in Fig.l are provided with the same reference numerals, the heating resistor 6 of the PTC thermistor 3 is in series with the serving as a temperature sensor, in thermal contact with the hotplate 2 and having a negative temperature coefficient resistor 9 on the mains voltage. When the mains voltage is applied to terminals 4 and 5, the PTC thermistor 3 is initially low-resistance, so that a strong current flows through the hotplate 2. With increasing heating of the hotplate 2, the resistance value of the resistor 9 decreases, so that an increasingly strong current flows through the heating resistor 6. As soon as the PTC thermistor 3 is heated in the temperature range in which its resistance value rises almost abruptly, the current through the heating coil 1 of the hotplate 2 is very greatly reduced. To the target temperature of the self =. In order to be able to set the temperature control direction, for example, instead of the one PTC thermistor 3 (FIGS. 2 and 3), several cold conductors can be provided which have a different temperature range of their almost sudden temperature rise and which can be switched over by a switch. To set the target temperature, the current in the heating resistor can also be influenced by the adjustability of the voltage acting in the sensor circuit.