JP2012134910A5 - - Google Patents

Description

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、広い温度範囲にわたって温度制御偏差を小さくすることが容易な温度制御回路、恒温槽型圧電発振器、電子機器及び温度制御方法を提供することができる。

［適用例１］本発明は、前記被加熱物を加熱する発熱素子と、前記被加熱物又は前記発熱素子の温度を検出する第１の感温素子と、前記発熱素子から離れた位置の温度の影響を受ける温度を検出する第２の感温素子及び第３の感温素子と、前記第１の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第１の制御、前記第２の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第２の制御及び前記第３の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第３の制御を行う増幅器と、を含み、前記増幅器は、前記第２の感温素子が検出する温度が低くなるに従い前記第２の制御による前記増幅器の出力電圧の変化が大きくなり、前記第３の感温素子が検出する温度が高くなるに従い前記第３の制御による前記増幅器の出力電圧の変化が大きくなる、温度制御回路である。
本発明の温度制御回路では、第１の感温素子を被加熱物又は発熱素子に近在して設置することで、被加熱物の温度に基づく第１の制御を主制御とする温度制御が行われる。また、第２の感温素子及び第３の感温素子を被加熱物及び発熱素子から離間して設置することで、周囲温度に基づく第２の制御及び第３の制御を主制御に対する補正制御とする温度制御が行われる。そして、周囲温度が低いほど第２の制御が支配的になり、周囲温度が高いほど第３の制御が支配的になるので、第２の制御の感度と第３の制御の感度を別個に調整することで、広い温度範囲にわたって温度制御偏差を小さくすることができる。
［適用例２］この温度制御回路において、前記増幅器は差動増幅器であり、前記差動増幅器の一方の端子に前記第２の感温素子の検出値の変化に応じた電圧が入力されるとともに、前記差動増幅器の他方の端子に前記第３の感温素子の検出値の変化に応じた電圧が入力されるようにしてもよい。
このようにサーミスターと差動増幅器を用いることで、比較的簡単な構成で第２制御と第３制御を実現することができる。
［適用例３］この温度制御回路は、前記第３の感温素子と並列に接続される抵抗を有する並列回路をさらに含み、前記他方の端子に、前記並列回路の合成抵抗値の変化に応じた電圧入力されるようにしてもよい。
このように第３の感温素子と抵抗の並列回路の合成抵抗値の温度変化を利用すれば、第３の感温素子の感度を調整することで、第３の制御を実現することができる。
［適用例４］この温度制御回路において、前記第１の感温素子は、前記第２の感温素子と直列に接続され、前記一方の端子に、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子の合成抵抗値の変化に応じた電圧が入力されるようにしてもよい。
このように第１の感温素子と第２の感温素子の合成抵抗値の温度変化を利用すれば、第１の感温素子の感度と第２の感温素子の感度を調整することで、第１の制御と第２の制御を効率的に実現することができる。
［適用例５］この温度制御回路において、前記第１の感温素子は、前記並列回路と直列に接続され、前記他方の端子に、前記並列回路と前記第１の感温素子の合成抵抗値の変化に応じた電圧が入力されるようにしてもよい。
このように第１の感温素子と、第３の感温素子と抵抗の並列回路との合成抵抗値の温度変化を利用すれば、第１の感温素子の感度と第３の感温素子の感度を調整することで、第１の制御と第３の制御を効率的に実現することができる。
［適用例６］この温度制御回路において、前記第２の感温素子及び前記第３の感温素子は、負の温度係数を有し非線形な抵抗−温度特性を示すサーミスターであるようにしてもよい。
第２の感温素子及び第３の感温素子としてこのようなサーミスターを用いることで、第２の感温素子が検出する温度が低いほど第２の制御の比率を大きくし、第３の感温素子が検出する温度が高いほど第３の制御の比率を大きくする温度制御を比較的容易に実現することができる。
［適用例７］本発明は、上記のいずれかの温度制御回路と、圧電振動子と、を含む、恒温槽型圧電発振器である。
本発明によれば、広い温度範囲にわたって温度制御偏差が小さく、周波数安定度が極めて高い恒温槽型圧電発振器を実現することができる。
［適用例８］本発明は、上記のいずれかの温度制御回路を含む、電子機器である。
本発明によれば、広い温度範囲にわたって高い精度の処理を行うことができる電子機器を実現することができる。
［適用例９］本発明は、被加熱物の温度を制御する温度制御方法であって、発熱素子を用いて前記被加熱物を加熱する加熱工程と、前記被加熱物又は前記発熱素子の温度を検出する第１の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第１の制御、前記発熱素子から離れた位置の温度の影響を受ける温度を検出する第２の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第２の制御及び前記発熱素子から離れた位置の温度の影響を受ける温度を検出する第３の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第３の制御を行う制御工程と、を含み、前記制御工程において、前記第２の感温素子が検出する温度が低くなるに従い前記第２の制御による前記増幅器の出力電圧の変化が大きくなり、前記第３の感温素子が検出する温度が高くなるに従い前記第３の制御による前記増幅器の出力電圧の変化が大きくなる、温度制御方法である。
本発明によれば、第２の制御の感度と第３の制御の感度を別個に調整することで、広い温度範囲にわたって温度制御偏差を小さくすることができる。
（１）本発明は、被加熱物の温度を制御する温度制御回路であって、前記被加熱物を加熱する発熱素子と、前記被加熱物又は前記発熱素子の温度を測定できる位置に近在して設置される第１の感温素子と、前記被加熱物及び前記発熱素子の周囲の温度を測定できる位置に離間して設置される第２の感温素子及び第３の感温素子と、前記第１の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第１の制御、前記第２の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第２の制御及び前記第３の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第３の制御を行う増幅器と、を含み、前記増幅器は、前記第２の感温素子が検出する温度が低いほど前記第２の制御の比率を大きくし、前記第３の感温素子が検出する温度が高いほど前記第３の制御の比率を大きくする、温度制御回路である。

抵抗４１は、第１端子が外部端子２と接続され、第２端子が差動増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）、抵抗４２の第１端子及びＮＴＣサーミスター１３の第１端子と接続されている。抵抗４２の第２端子とＮＴＣサーミスター１３の第２端子は外部端子４と接続されている。

差動増幅器２０（増幅器の一例）は、ＮＴＣサーミスター１１の抵抗値（第１の感温素子の検出値）に基づいてパワートランジスター３０の発熱量を制御する第１の制御、ＮＴＣサーミスター１２の抵抗値（第２の感温素子の検出値）に基づいてパワートランジスター３０の発熱量を制御する第２の制御及びＮＴＣサーミスター１３の抵抗値（第３の感温素子の検出値）に基づいてパワートランジスター３０の発熱量を制御する第３の制御を行う。特に、差動増幅器２０は、ＮＴＣサーミスター１２の抵抗値が高い（第２の感温素子が検出する温度が低い）ほど第２の制御の比率を大きくし、ＮＴＣサーミスター１３の抵抗値が低い（第３の感温素子が検出する温度が高い）ほど第３の制御の比率を大きくする。すなわち、差動増幅器２０は、周囲温度が低いほどＮＴＣサーミスター１２の抵抗値に基づくパワートランジスター３０の発熱量の変化率を大きくし、周囲温度が高いほどＮＴＣサーミスター１３の抵抗値に基づくパワートランジスター３０の発熱量の変化率を大きくする。

Claims (9)

1. 前記被加熱物を加熱する発熱素子と、
   前記被加熱物又は前記発熱素子の温度を検出する第１の感温素子と、
   前記発熱素子から離れた位置の温度の影響を受ける温度を検出する第２の感温素子及び第３の感温素子と、
   前記第１の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第１の制御、前記第２の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第２の制御及び前記第３の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第３の制御を行う増幅器と、を含み、
   前記増幅器は、
   前記第２の感温素子が検出する温度が低くなるに従い前記第２の制御による前記増幅器の出力電圧の変化が大きくなり、前記第３の感温素子が検出する温度が高くなるに従い前記第３の制御による前記増幅器の出力電圧の変化が大きくなる、温度制御回路。
2. 請求項１において、
   前記増幅器は差動増幅器であり、
   前記差動増幅器の一方の端子に前記第２の感温素子の検出値の変化に応じた電圧が入力されるとともに、前記差動増幅器の他方の端子に前記第３の感温素子の検出値の変化に応じた電圧が入力される、温度制御回路。
3. 請求項２において、
   前記第３の感温素子と並列に接続される抵抗を有する並列回路をさらに含み、
   前記他方の端子に、前記並列回路の合成抵抗値の変化に応じた電圧が入力される、温度制御回路。
4. 請求項３において、
   前記第１の感温素子は、前記第２の感温素子と直列に接続され、
   前記一方の端子に、前記第１の感温素子と前記第２の感温素子の合成抵抗値の変化に応じた電圧が入力される、温度制御回路。
5. 請求項３において、
   前記第１の感温素子は、前記並列回路と直列に接続され、
   前記他方の端子に、前記並列回路と前記第１の感温素子の合成抵抗値の変化に応じた電圧が入力される、温度制御回路。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記第２の感温素子及び前記第３の感温素子は、
   負の温度係数を有し非線形な抵抗−温度特性を示すサーミスターである、温度制御回路。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の温度制御回路と、
   圧電振動子と、を含む、恒温槽型圧電発振器。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載の温度制御回路を含む、電子機器。
9. 被加熱物の温度を制御する温度制御方法であって、
   発熱素子を用いて前記被加熱物を加熱する加熱工程と、
   前記被加熱物又は前記発熱素子の温度を検出する第１の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第１の制御、前記発熱素子から離れた位置の温度の影響を受ける温度を検出する第２の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第２の制御及び前記発熱素子から離れた位置の温度の影響を受ける温度を検出する第３の感温素子の検出値に基づいて前記発熱素子の発熱量を制御する第３の制御を行う制御工程と、を含み、
   前記制御工程において、
   前記第２の感温素子が検出する温度が低くなるに従い前記第２の制御による前記増幅器の出力電圧の変化が大きくなり、前記第３の感温素子が検出する温度が高くなるに従い前記第３の制御による前記増幅器の出力電圧の変化が大きくなる、温度制御方法。