JP5764922B2 - 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 - Google Patents
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Description
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。
1−1.第1実施形態
[構成]
図1は、第1実施形態の温度制御回路の回路図である。NTCサーミスター11は、第1端子が外部端子2と接続され、第2端子がNTCサーミスター12の第1端子と接続されている。NTCサーミスター12の第2端子は設定温度調整抵抗40の第1端子及び抵抗43の第1端子と接続され、設定温度調整抵抗40の第2端子は、外部端子4と接続されている。抵抗43の第2端子は、差動増幅器20の反転入力端子(−入力端子)、抵抗44の第1端子及びコンデンサー50の第1端子と接続されている。抵抗44の第2端子は、差動増幅器20の出力端子及び抵抗45の第1端子と接続されており、コンデンサー50の第2端子は外部端子4と接続されている。
次に、本実施形態の温度制御回路の動作について説明する。
[構成]
図6は、第2実施形態の温度制御回路の回路図である。図6において、図1と同じ構成要素には同じ符号を付している。第2実施形態の温度制御回路1では、NTCサーミスター11の接続位置が第1実施形態と異なる。すなわち、第2実施形態では、NTCサーミスター11は、第1端子が抵抗41の第2端子及び差動増幅器20の非反転入力端子(+入力端子)と接続され、第2端子が抵抗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。また、NTCサーミスター12の第1端子は、外部端子2及び抵抗41の第1端子と接続されている。図6におけるその他の接続関係については、図1と同じであるため、その説明を省略する。
次に、第2実施形態の温度制御回路の動作について説明する。
図7(A)及び図7(B)は、本実施形態の恒温槽型圧電発振器の構造の概略を示す図である。図7(A)は、本実施形態の恒温槽型圧電発振器の構成要素であるプリント基板の上面図である。図7(B)は本実施形態の恒温槽型圧電発振器の側面図である。図7(A)と図7(B)において、同じ要素には同じ番号を付している。なお、本実施形態の恒温槽型圧電発振器は、図7(A)、図7(B)の構成要素(各部)の一部を省略したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
図10は、本実施形態の電子機器の構成例を示す機能ブロック図である。本実施形態の電子機器200は、信号生成部300、処理部400、操作部410、表示部420、ROM(Read Only Memory)430、RAM(Random Access Memory)440、通信部450を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図10の構成要素(各部)の一部を省略したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
Claims (4)
- 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から所定距離に設置されており、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、
前記被加熱物及び前記発熱素子から前記所定距離よりも離れた位置に設置されており、前記離れた位置の温度の温度を検出し、前記第1の感温素子と直列に接続された第2の感温素子と、
第1の抵抗と第3の感温素子とが並列に接続されている並列回路と、
差動増幅器と、を含み、
前記前記第1の感温素子、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り、
前記差動増幅器の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、
前記差動増幅器の他方の端子に、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、
前記第1の感温素子の25℃での抵抗値は、前記第2の感温素子の25℃での抵抗値よりも大きく、前記第3の感温素子の25℃での抵抗値は、前記第1の感温素子の25℃での抵抗値よりも大きく、
前記第1の抵抗の抵抗値は、前記第2の感温素子の25℃での抵抗値よりも大きく、前記第3の感温素子の25℃での抵抗値よりも小さい、温度制御回路。 - 請求項1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。 - 請求項1に記載の温度制御回路を含む、電子機器。
- 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から所定距離に設置されており、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、
前記被加熱物及び前記発熱素子から前記所定距離よりも離れた位置に設置されており、前記離れた位置の温度の温度を検出し、前記第1の感温素子と直列に接続された第2の感温素子と、
第1の抵抗と並列に接続されている第3の感温素子と、
差動増幅器と、を含み、
前記前記第1の感温素子、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り、
前記差動増幅器の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、
前記差動増幅器の他方の端子に、第1の抵抗と第3の感温素子とが並列に接続された並列回路の合成抵抗値の変化に応じた電圧が入力され、
前記第1の感温素子の25℃での抵抗値は、前記第2の感温素子の25℃での抵抗値よりも大きく、前記第3の感温素子の25℃での抵抗値は、前記第1の感温素子の25℃での抵抗値よりも大きく、
前記第1の抵抗の抵抗値は、前記第2の感温素子の25℃での抵抗値よりも大きく、前記第3の感温素子の25℃での抵抗値よりも小さい、温度制御回路を用いて前記被加熱物の温度を設定温度に保つ制御工程と、を含む、温度制御方法。
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