JPH0254571B2 - - Google Patents

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JPH0254571B2
JPH0254571B2 JP55178791A JP17879180A JPH0254571B2 JP H0254571 B2 JPH0254571 B2 JP H0254571B2 JP 55178791 A JP55178791 A JP 55178791A JP 17879180 A JP17879180 A JP 17879180A JP H0254571 B2 JPH0254571 B2 JP H0254571B2
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JP
Japan
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voltage
temperature
heater
output
liquid
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JP55178791A
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English (en)
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JPS57103514A (en
Inventor
Kazumi Ishima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/330,981 priority patent/US4467183A/en
Priority to DE19813150601 priority patent/DE3150601A1/de
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Publication of JPH0254571B2 publication Critical patent/JPH0254571B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1906Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
    • G05D23/1912Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can take more than two discrete values

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、立上り制御を電力と時間によつて行
なう液温制御装置に関するものである。
従来、液体を加熱制御する液温制御装置として
は第1図に示したものが知られている。第1図に
おいて、1は液温を検出する検出部、2は差動増
幅器、3は基準電源、4は立上り用タイマ、5は
出力回路、6はヒータであり、検出部1とヒータ
6は液体により熱的に結合されている。
このように構成された従来例において、第2図
aに示したように電源がオンされると、第2図b
に示したように立上り用タイマ4が定められた時
間だけ動作するので、第2図cに示したように出
力回路5からヒータ6に印加する電圧は、立上り
用タイマ4の動作時間だけ高くされ、液体の温度
が熱的にオーバーシユートしないように制御して
いる。
しかしながら、この従来例では、液体の温度が
常温の場合に、立上り用タイマ4の設定時間を、
ヒータ6の温度の立上りが最適になるように設定
しているため、第3図の曲線Bのような液体温度
の立上り曲線が得られるが、環境温度が変化し、
極端な場合に液体の温度が目標温度に等しいとす
ると、立上り用タイマ4の動作時間に印加される
電力は余分なものであり、第3図の曲線Aで示し
たように、液体の温度は目標値よりはるかに高い
ものとなり、自然の放熱によつて温度が下がるま
でに多大の時間を要する。即ち、この場合は立上
り用タイマ4の設定時間は零でよいものであり、
無駄な時間と無駄な電力を消費するという欠点が
ある。
また環境温度が低く、加熱する温度が低い場合
に立上り用タイマ4を常温で最適になるように設
定しているため、第3図の曲線Cで示したよう
に、液体の温度の立上り時間は何も付加しない場
合より若干良くなるが、液体の温度が目標温度に
なるまでに時間がかかるという欠点があつた。
本発明は、上述のごとき欠点を解決するために
なされたもので、液体温度の立上り制御による熱
的オーバーシユートを生じないようにした液温制
御装置を提供することを目的としてなされたもの
である。
本発明は、上記目的を達成するために、液体を
加熱するヒータ17と、該ヒータ17から離して
設置された第1の温度検出手段7と、前記ヒータ
17の近傍に設置された第2の温度検出手段8
と、予め定められた目標温度に対応する基準電圧
を発生する基準電圧発生手段11と、前記第1の
温度検出手段7の出力電圧と前記基準電圧との差
電圧を発生させる第1の差電圧発生手段9と、前
記第2の温度検出手段8の出力電圧と前記基準電
圧との差電圧を発生させる第2の差電圧発生手段
10と、少なくとも前記第2の温度検出手段8と
前記第2の差電圧発生手段10とから構成される
とともに、該第2の差電圧発生手段10からの出
力電圧に応じた電力を前記ヒータ17に供給する
定常制御手段8,10,11,15,16と、少
なくとも前記第1の温度検出手段7と前記第1の
差電圧発生手段9とから構成されるとともに、立
上り時に該第1の差電圧発生手段9からの出力電
圧に応じた電力を前記第1の差電圧発生手段から
の出力電圧に応じた時間だけ前記ヒータ17に供
給するヒータ立上制御手段7,9,11,12,
13,14とを備えたことを特徴としたものであ
る。以下、図面により実施例を詳細に説明する。
第4図は、本発明の実施例の液温制御装置のブ
ロツク図を示したもので、7は第1の温度センサ
(第1の温度検出手段)、8は第2の温度センサ
(第2の温度検出手段)、9は第1の差動増幅器
(第1の差電圧発生手段)、10は第2の差動増幅
器(第2の差電圧発生手段)、11は基準設定電
源(基準電圧発生手段)、12はタイマ、13は
電力増幅器、14は第1の出力回路、15は第2
の出力回路、16は逆流防止ダイオード、17は
ヒータであり、第1の温度センサ7はヒータ17
から離れて設置されており、第2の温度センサ8
はヒータ17の近傍に設置されて熱的に結合され
ている。更に、タイマ12は第1の出力回路9の
出力電圧に比例したパルスを発生し、電力増幅器
13は立上り時に要する電力をカバーできる出力
を持つている。
次に、本実施例の動作を第5図により説明す
る。まず液体の温度が目標温度よりやや低い場合
は、第1の温度センサ7の出力電圧が低いので、
第5図のaに示したように電源がオンにされた
時、第1の差動増幅器9からタイマ12及び電力
増幅器13に供給される電圧も低く、従つて第5
図のb,cに示されたようにタイマ12が動作
する時間は短かく、電力増幅器13の出力電力も
小さく、第5図のdに示されたようにヒータ1
7に供給される電力は低い。しかし、液体の温度
が目標温度より非常に低い場合は、第1の温度セ
ンサ7の出力が高く、第1の差動増幅器9の出力
も高いので、第5図ののb,cに示したように
タイマ12の動作時間は長く、電力増幅器13の
出力電力は多くなり、第5図のdに示したよう
にヒータ17に供給される電力は大きくなる。
このように目標温度に対する液体温度に応じて
立上り時に供給する電力を変化させているので、
液体温度の熱的オーバーシユートが生じない。す
なわち、ヒータ立上制御手段を設けていない従来
のものと比較するとオーバーシユートの発生を解
消することができる。なお、最低液体温度時に立
上りに許される時間及び電力になるように、タイ
マ12の動作時間及び電力増幅器13の出力電力
を設定しておけば、液体温度が高くなるに従つて
立上りに要する時間は短かくなるので、従来例の
欠点を解消することができる。また液体の温度が
目標温度と等しいか、それより高いとき、タイマ
12の動作時間は零で、電力増幅器13の出力は
零になる。また電源がオンにされると同時に第2
の温度センサ8の検出電圧は、第2の差動増幅器
10で基準設定電源11からの基準電圧と比較さ
れ、第2の出力回路15は逆流防止ダイオード1
6をしてヒータ17に電力を供給し、液体が目標
温度に近づいてタイマ12、電力増幅器13の出
力が零になつた後でも、通常の温度制御を行なう
ように動作する。また逆流防止ダイオード16は
第2の出力回路15の出力電圧が低い時に、第1
の出力回路14から電流が流れ込まないように設
けられている。
なお、定常制御手段は、例えば第4図におい
て、温度センサ8、差動増幅器10、基準設定電
源11、出力回路15、逆流防止ダイオード16
から成る回路で、第5図d及び第5図dの立
上り時以後のヒータ電力を供給する回路を意味す
るものである。また、ヒータ立上制御手段は、例
えば、第4図において、温度センサ7、差動増幅
器9、基準設定電源11、タイマ12、電力増幅
器13、出力回路14から成る回路で、第5図
d及び第5図dの立上り時のヒータ電力を供給
する回路を意味するものである。
次に、第6図は、本発明の他の実施例の液温制
御装置のブロツク図を示したもので、第4図と同
一符合の部分は同一のものを示しており、また本
実施例では、第1の出力回路14の出力側に電流
制限回路18を接続し、第1の差動増幅器9の出
力をタイマ12、第1の出力回路14、電流制限
回路18に供給し、電力増幅器13を省いてい
る。
本実施例では、前述の実施例と同様に液体の温
度が目標温度の差に応じて第1の差動増幅器9か
ら出力電圧が出されると、この電圧に応じてタイ
マ12が動作し、また第1の差動増幅器9の出力
に応じて第1の出力回路14からヒータ電力が供
給される。ここで、設計時の最低温度より実際に
使用する温度がはるかに低い場合には、ヒータ1
7に過大な電流が長時間印加されることになるの
で、ヒータ17が焼損し、著しい時には火災等が
発生する場合がある。この欠点を避けるために、
本実施例では、第1の温度センサ7の出力電圧と
基準電圧の差電圧が設計値を若干上回る程度(ヒ
ータの許容限界)に電流制限回路18の作動電圧
を定めることにより、電流を許容限界に抑えて、
出来る限り立上りを阻害しないようにしている。
従つて、立上り時間は若干犠性になるが、安全性
を確保することができる。
第7図は、本発明の更に他の実施例を示したも
ので、第4図と同一符合の部分は同一のものを示
しているが、19は電圧−電流変換回路であり、
その作用は第4図の実施例と同じであるので説明
を省略する。またこの実施例において、ヒータ1
7の入力側に電流制限回路を設けてもよいことは
云うまでもない。
第8図は、本発明の他の実施例を示したもの
で、第7図と同一符合の部分は同一のものを示し
ているが、本実施例では、第1の差動増幅器9及
びタイマ12の出力で電圧−電流変換回路19の
出力を制御した点が異なつている。
このように構成した本実施例は、第4図の実施
例と動作は殆んど同じであるので、説明は省略す
る。
次に、各部の回路を説明する。まず、第1、第
2の温度センサ7,8は温度によつて抵抗値が変
化する。例えばサーミスタや感温抵抗素子等の感
熱素子が使われる。この感熱素子20は第9図a
に示したように抵抗21と直列に接続され、感熱
素子20と抵抗21との接続点から取り出される
電圧V0は、印加電圧をVとし、抵抗21の抵抗
値をR1、感熱素子20の抵抗値をR2とすると、 V0=R2/R1V となり、感熱素子20の抵抗値が温度で変化する
と、電圧V0が変化する。即ち温度変化を電圧変
化として取出すことができる。
また第9図bの例では、感熱素子20はオペア
ンプ22の反転入力端子に接続され、非反転入力
端子は接地され、反転入力端子と出力端子との間
に抵抗23が接続されている。ここで、入力電圧
Vを一定に保つと、オペアンプ22に流入する電
流は感熱素子20の抵抗値の変化によつて変化す
る。この電流は電圧に変換され、この電圧V0は、
抵抗23の抵抗値をR3とすると、 V0=R3/R1V となる。またR1<R3とすれば、電圧V0は増幅し
て出される。
タイマ12は電圧に比例した幅のパルスを発生
する回路であり、第10図に示したように、サン
プルホールド回路24、コンパレータ25、微分
回路26、フリツプフロツプ27で構成すれば、
第11図aに示したように電圧が入力されると、
第11図b,c,dに示した出力がサンプルホー
ルド回路24、コンパレータ25、微分回路26
から順次出力され、フリツプフロツプ27から入
力電圧に対応した時間幅のパルスが出力される。
またサンプルホールド回路24はホールド特性を
制御して必要な値にしておく。
以上説明したように、本発明によれば、電源が
オンされると、第1の温度センサの出力電圧と、
基準電圧との差電圧によつて設定される電力と印
加時間でヒータに立上り電力を与える形式である
ので、液体温度の立上りに熱的オーバーシユート
を生じないという利点があり、また第1の温度セ
ンサの出力電圧と基準電圧の差が零であれば、印
加される立上り電力は零となり、通常の温度制御
となるので、液体温度が目標温度よりオーバーシ
ユートすることがないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の液温制御装置のブロツク図、
第2図は、第1図の装置の電源、タイマ、出力回
路の出力波形図、第3図は、夫々の液体の温度に
対する第1図の装置の動作説明図、第4図は、本
発明の実施例の液温制御装置のブロツク図、第5
図は、夫々の液体の温度における電源、タイマ、
電力増幅器、ヒータ電力の波形図、第6図〜第8
図は、本発明の他の実施例の液温制御装置のブツ
ク図、第9図は、温度センサの回路図、第10図
は、タイマのブロツク図、第11図は、タイマの
各部の出力波形図である。 7,8…温度センサ、9,10…差動増幅器、
11…基準設定電源、12…タイマ、13…電力
増幅器、14,15…出力回路、16…逆流防止
ダイオード、17…ヒータ、18…電流制限回
路、19…電圧−電流変換回路、20…感熱素
子、21,23…抵抗、22…オペアンプ、24
…サンプルホールド回路、25…コンパレータ、
26…微分回路、27…フリツプフロツプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 液体を加熱するヒータと、該ヒータから離し
    て設置された第1の温度検出手段と、前記ヒータ
    の近傍に設置された第2の温度検出手段と、予め
    定められた目標温度に対応する基準電圧を発生す
    る基準電圧発生手段と、前記第1の温度検出手段
    の出力電圧と前記基準電圧との差電圧を発生させ
    る第1の差電圧発生手段と、前記第2の温度検出
    手段の出力電圧と前記基準電圧との差電圧を発生
    させる第2の差電圧発生手段と、少なくとも前記
    第2の温度検出手段と前記第2の差電圧発生手段
    とから構成されるとともに、該第2の差電圧発生
    手段からの出力電圧に応じた電力を前記ヒータに
    供給する定常制御手段と、少なくとも前記第1の
    温度検出手段と前記第1の差電圧発生手段とから
    構成されるとともに、立上り時に該第1の差電圧
    発生手段からの出力電圧に応じた電力を前記第1
    の差電圧発生手段からの出力電圧に応じた時間だ
    け前記ヒータに供給するヒータ立上制御手段とを
    備えたことを特徴とする液温制御装置。
JP17879180A 1980-12-19 1980-12-19 Liquid temperature controller Granted JPS57103514A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17879180A JPS57103514A (en) 1980-12-19 1980-12-19 Liquid temperature controller
US06/330,981 US4467183A (en) 1980-12-19 1981-12-15 Liquid temperature control apparatus comprising initial temperature dependent high power heater drive
DE19813150601 DE3150601A1 (de) 1980-12-19 1981-12-21 "einrichtung zum steuern einer fluessigkeitstemperatur"

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17879180A JPS57103514A (en) 1980-12-19 1980-12-19 Liquid temperature controller

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JPS57103514A JPS57103514A (en) 1982-06-28
JPH0254571B2 true JPH0254571B2 (ja) 1990-11-22

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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS592403Y2 (ja) * 1977-10-11 1984-01-23 シャープ株式会社 調理装置の温度制御装置

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JPS57103514A (en) 1982-06-28

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