JPS6044682B2 - 恒温制御装置 - Google Patents
恒温制御装置Info
- Publication number
- JPS6044682B2 JPS6044682B2 JP14514878A JP14514878A JPS6044682B2 JP S6044682 B2 JPS6044682 B2 JP S6044682B2 JP 14514878 A JP14514878 A JP 14514878A JP 14514878 A JP14514878 A JP 14514878A JP S6044682 B2 JPS6044682 B2 JP S6044682B2
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- Japan
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- temperature
- control
- heat
- constant
- temperature control
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、温度制御要素により温度制御された熱媒体
を熱媒体駆動系により被制御部に流通させ該被制御部の
温度を予定値に保つべく制御する恒温制御装置に関する
。
を熱媒体駆動系により被制御部に流通させ該被制御部の
温度を予定値に保つべく制御する恒温制御装置に関する
。
例えば、自動化学分析装置などにおいて、反応時の反
応容器温度を所定値に保つために、熱媒体としての水等
を恒温槽に満たし、この恒温槽内の前記水を加熱あるい
は冷却する温度制御要素て恒温制御しつつ該恒温槽内の
水に反応容器を浸すようにすることが行なわれている。
応容器温度を所定値に保つために、熱媒体としての水等
を恒温槽に満たし、この恒温槽内の前記水を加熱あるい
は冷却する温度制御要素て恒温制御しつつ該恒温槽内の
水に反応容器を浸すようにすることが行なわれている。
前記恒温槽内の水を恒温制御するには、温度制御要素て
予め恒温制御された水を前記恒温槽内に送り込むのが一
般的である。 このような、恒温制御装置の従来の一例
の構成を第１図に示す。
予め恒温制御された水を前記恒温槽内に送り込むのが一
般的である。 このような、恒温制御装置の従来の一例
の構成を第１図に示す。
同図において、熱媒体としての水はポンプ１と管路Ｐで
構成された熱媒体駆動系により駆動循環され、ポンプ１
から送り出された水は一定速度Ｖで温度制御要素として
の加熱冷却装置２に送り込まれ、加熱冷却装置２で加熱
または冷却された後、被制御部としての恒温槽３に送ら
れて恒温槽３を通過すると再び前記ポンプ１に戻る。そ
して、管路Ｐ内の加熱冷却装置２の直後の点Ａまたは恒
温槽３の直前（内部でも良い）の点Ｂにはサーミスタま
たは熱電対のような温度検出素子’ｍが設けられており
、この検出素子’ｍを介して検出回路４でＡ点またはＢ
点の温度が検出されて制御回路５に与えられる。この制
御回路５が検出回路４から与えられる検出値に応じて恒
温槽３の温度を恒温に保持すべく前記加熱冷却装置２を
制御することによつて恒温制御が行なわれる。 このよ
うな恒温制御系においては、設定値との差に比例して加
熱冷却を行なういわゆる比例制御が行なわれるのが通例
である。
構成された熱媒体駆動系により駆動循環され、ポンプ１
から送り出された水は一定速度Ｖで温度制御要素として
の加熱冷却装置２に送り込まれ、加熱冷却装置２で加熱
または冷却された後、被制御部としての恒温槽３に送ら
れて恒温槽３を通過すると再び前記ポンプ１に戻る。そ
して、管路Ｐ内の加熱冷却装置２の直後の点Ａまたは恒
温槽３の直前（内部でも良い）の点Ｂにはサーミスタま
たは熱電対のような温度検出素子’ｍが設けられており
、この検出素子’ｍを介して検出回路４でＡ点またはＢ
点の温度が検出されて制御回路５に与えられる。この制
御回路５が検出回路４から与えられる検出値に応じて恒
温槽３の温度を恒温に保持すべく前記加熱冷却装置２を
制御することによつて恒温制御が行なわれる。 このよ
うな恒温制御系においては、設定値との差に比例して加
熱冷却を行なういわゆる比例制御が行なわれるのが通例
である。
そして、第２図に示す制御特性ＣＦＩのように比例（制
御）定数が大、すなわち設定温度Ｔｓに対する温度′Γ
の偏倚量当りの制御量が大きな制御を行なつた場合、第
３図ａに示すように設定温度Ｔｓに達するまでの時間が
短時間で済み制御応答が速いという利点がある反面温度
リツプルが大きいという欠点がある。また、第２図に示
す制御特性ＣＦ２のように比例（制御）定数が小の場合
、第３図ｂに示すように温度リツプルが小さいという利
点がある反面設定温度Ｔｓに達するまでの時間が長くか
かり、制御応答が遅いという欠点がある。また、通常、
この種の恒温制御系には管路Ｐにおいて熱移動つまり吸
放熱があるため、第１図においてＡ点で温度検出した場
合とＢ点で温度検出した場合とでは恒温槽３における被
制御特性が異なる。
御）定数が大、すなわち設定温度Ｔｓに対する温度′Γ
の偏倚量当りの制御量が大きな制御を行なつた場合、第
３図ａに示すように設定温度Ｔｓに達するまでの時間が
短時間で済み制御応答が速いという利点がある反面温度
リツプルが大きいという欠点がある。また、第２図に示
す制御特性ＣＦ２のように比例（制御）定数が小の場合
、第３図ｂに示すように温度リツプルが小さいという利
点がある反面設定温度Ｔｓに達するまでの時間が長くか
かり、制御応答が遅いという欠点がある。また、通常、
この種の恒温制御系には管路Ｐにおいて熱移動つまり吸
放熱があるため、第１図においてＡ点で温度検出した場
合とＢ点で温度検出した場合とでは恒温槽３における被
制御特性が異なる。
すなわち、加熱制御装置２と恒温槽３の間での放熱ΔＨ
が一定であるとすれば、第４図に示すようにＡ点で温度
検出した場合の特性ＣＦＡは温度リツプルは小さいが設
定温度Ｔｓより放熱ΔＨ分だけ低い値に制御され、Ｂ点
で温度検出した場合の特性ＣＦＢは制御される温度は設
定温度Ｔｓに略等しいが、温度リツプルが大きい。また
、これら従来の制御ては外気温等の影響による系の吸放
熱の変化により制御特性が変化し精度低下を招くという
問題があつた。
が一定であるとすれば、第４図に示すようにＡ点で温度
検出した場合の特性ＣＦＡは温度リツプルは小さいが設
定温度Ｔｓより放熱ΔＨ分だけ低い値に制御され、Ｂ点
で温度検出した場合の特性ＣＦＢは制御される温度は設
定温度Ｔｓに略等しいが、温度リツプルが大きい。また
、これら従来の制御ては外気温等の影響による系の吸放
熱の変化により制御特性が変化し精度低下を招くという
問題があつた。
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、
設定値との温度差および系の吸放熱に応じて常に最適な
温度制御がなされ、極めて高精度で且つ安定度の高い恒
温制御が行なえる恒温制御装置を提供することを目的と
している。
設定値との温度差および系の吸放熱に応じて常に最適な
温度制御がなされ、極めて高精度で且つ安定度の高い恒
温制御が行なえる恒温制御装置を提供することを目的と
している。
すなわち、本発明の特徴は、温度制御要素から被制御部
内に至る熱媒体通路部の予定個所における温度を検出す
るとともにこの系における吸放熱．特性を検出する検出
手段と、この検出手段て検出された温度ならびに吸放熱
特性に基づいて予定の設定温度に対する制御最適値を算
出しそれに応じて前記温度制御要素を制御する演算制御
手段とを具備することにある。
内に至る熱媒体通路部の予定個所における温度を検出す
るとともにこの系における吸放熱．特性を検出する検出
手段と、この検出手段て検出された温度ならびに吸放熱
特性に基づいて予定の設定温度に対する制御最適値を算
出しそれに応じて前記温度制御要素を制御する演算制御
手段とを具備することにある。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
第５図は本発明の一実施例の要部構成を示すプロツク図
である。
である。
同図において、刊は検出部、ＰＵは演算制御部であり、
それぞれ第１図におけくる検出回路４、制御回路５に代
わるものである。検出部ＴＵにおいて、６は第１図にお
けるＡ点の温度ＴＡを検出する第１の温度検出回路、７
は第１図におけるＢ点の温度ＴＢを検出する第２の温度
検出回路、８は第１および第２の温度検出回路６および
７の検出値から放熱温度ΔＨ（＝ＴＡ一ＴＢ）を算出す
る放熱演算回路である。演算制御部ＰＵにおいて、９は
設定温度Ｔｓを予め設定し記憶する第１の初期値記憶部
、１０は制御定数ｋの初期値Ｋ。を予め設定し記憶する
第２の初期値記憶部、１１は検出剖ＴＵの放熱演算回路
８で得られた放熱値をΔＨおよび第１の初期値記憶部９
から与えられる設定温度Ｔ，に基づいて制御目標温ノ度
の最適値Ｔ，ｂ〔＝Ｔ，＋（ＴＡ−ＴＢ）〕 を算出する第１の演算回路、１２は放熱値ΔＨおよび第
２の初期値記憶部１０から与えられる制御定数ｋの初期
値Ｋ。
それぞれ第１図におけくる検出回路４、制御回路５に代
わるものである。検出部ＴＵにおいて、６は第１図にお
けるＡ点の温度ＴＡを検出する第１の温度検出回路、７
は第１図におけるＢ点の温度ＴＢを検出する第２の温度
検出回路、８は第１および第２の温度検出回路６および
７の検出値から放熱温度ΔＨ（＝ＴＡ一ＴＢ）を算出す
る放熱演算回路である。演算制御部ＰＵにおいて、９は
設定温度Ｔｓを予め設定し記憶する第１の初期値記憶部
、１０は制御定数ｋの初期値Ｋ。を予め設定し記憶する
第２の初期値記憶部、１１は検出剖ＴＵの放熱演算回路
８で得られた放熱値をΔＨおよび第１の初期値記憶部９
から与えられる設定温度Ｔ，に基づいて制御目標温ノ度
の最適値Ｔ，ｂ〔＝Ｔ，＋（ＴＡ−ＴＢ）〕 を算出する第１の演算回路、１２は放熱値ΔＨおよび第
２の初期値記憶部１０から与えられる制御定数ｋの初期
値Ｋ。
に基づいて制御定数ｋの最適・値Ｋ，を算出する第２の
演算回路、１３は第１の演算回路１１で算出された最適
値Ｔｓｂを逐次更新記憶する第１の最適値記憶部、１４
は第２の演算回路１２で算出された最適値Ｋ５を逐次更
新記憶する第２の最適値記憶部、１５は制御特性を決定
・する制御関数〔例えばＩ＝−ｋ（ＴＡ−ＴＳｂ）ある
いはＩ＝−ｋ（ＴＡ−Ｔ紬）３など〕を予め記憶してお
く制御関数記憶部、１６は第１、第２の最適値記憶部１
３，１４から与えられる最適値Ｔ３ｂ．ｋｂおよび温度
検出回路６から与えられる検出値ＴＡに基づき制御関数
記憶部１５から与えられる制御関数演算を行なつて制御
値１を求める演算処理回路、１７は演算処理回路１６で
得られた制御値１（加熱冷却温度）に応じて温度制御要
素としての加熱冷却装置２を制御する制御回路である。
このような構成において、まず、初期値記憶部９，１０
に設定温度Ｔ，および制御定数ｋの初期値ＫＯを記憶さ
せ、制御動作をスタートさせる。
演算回路、１３は第１の演算回路１１で算出された最適
値Ｔｓｂを逐次更新記憶する第１の最適値記憶部、１４
は第２の演算回路１２で算出された最適値Ｋ５を逐次更
新記憶する第２の最適値記憶部、１５は制御特性を決定
・する制御関数〔例えばＩ＝−ｋ（ＴＡ−ＴＳｂ）ある
いはＩ＝−ｋ（ＴＡ−Ｔ紬）３など〕を予め記憶してお
く制御関数記憶部、１６は第１、第２の最適値記憶部１
３，１４から与えられる最適値Ｔ３ｂ．ｋｂおよび温度
検出回路６から与えられる検出値ＴＡに基づき制御関数
記憶部１５から与えられる制御関数演算を行なつて制御
値１を求める演算処理回路、１７は演算処理回路１６で
得られた制御値１（加熱冷却温度）に応じて温度制御要
素としての加熱冷却装置２を制御する制御回路である。
このような構成において、まず、初期値記憶部９，１０
に設定温度Ｔ，および制御定数ｋの初期値ＫＯを記憶さ
せ、制御動作をスタートさせる。
放熱演算回路８は温度検出回路６および７の検出値ＴＡ
およびＴＢに基づいて（ＴＡ−ＴＢ）すなわちＡ−Ｂ間
における放熱温度ΔＨを求め演算回路１１および１２に
与える。演算回路１１では初期値記憶部９から与えられ
る設定温度Ｔ，と前記放熱温度ΔＨに基づいてＴ，＋Δ
Ｈ＝Ｔ，＋（ＴＡ−ＴＢ）＝Ｔｓｂなる演算を行ない制
御目標温度（つまり、制御動作上の設定温度）の最適値
Ｔｓｂを求め最適値記憶部１３に与える。
およびＴＢに基づいて（ＴＡ−ＴＢ）すなわちＡ−Ｂ間
における放熱温度ΔＨを求め演算回路１１および１２に
与える。演算回路１１では初期値記憶部９から与えられ
る設定温度Ｔ，と前記放熱温度ΔＨに基づいてＴ，＋Δ
Ｈ＝Ｔ，＋（ＴＡ−ＴＢ）＝Ｔｓｂなる演算を行ない制
御目標温度（つまり、制御動作上の設定温度）の最適値
Ｔｓｂを求め最適値記憶部１３に与える。
また、演算回路１２では初期値記憶部１０から与えられ
る制御定数ｋの初期値ｋｏと前記放熱温度ΔＨに基づい
て制御定数ｋの最適値（例えはΔＨＸｋＯ＝Ｋｂとする
）Ｋｂを求め最適値記憶部１４に与えるのであるが、こ
こでは簡単のためＫ，＝ＫＯとする（これでも実用上充
分な効果が得られるので、特に必要がない場合には演算
回路１２、最適値記憶部Ｋ，は省略することもできる）
。制御関数記憶部１５には制御値１を得るための関数、
例えば１＝−ｋ（ＴＡ−Ｔｓｂ） が記憶されており、この関数と前述した最適値Ｔｓｂ．
．ｋｂそして検出温度ＴＡに基づいて演算処理回路１６
て制御値１が求められ、これが制御回路１７に与えられ
て、温度制御が行なわれる。
る制御定数ｋの初期値ｋｏと前記放熱温度ΔＨに基づい
て制御定数ｋの最適値（例えはΔＨＸｋＯ＝Ｋｂとする
）Ｋｂを求め最適値記憶部１４に与えるのであるが、こ
こでは簡単のためＫ，＝ＫＯとする（これでも実用上充
分な効果が得られるので、特に必要がない場合には演算
回路１２、最適値記憶部Ｋ，は省略することもできる）
。制御関数記憶部１５には制御値１を得るための関数、
例えば１＝−ｋ（ＴＡ−Ｔｓｂ） が記憶されており、この関数と前述した最適値Ｔｓｂ．
．ｋｂそして検出温度ＴＡに基づいて演算処理回路１６
て制御値１が求められ、これが制御回路１７に与えられ
て、温度制御が行なわれる。
従つて、検出点の温度のみならず外気温等に起因する系
の吸放熱に応じて制御値が常に最適の値をとるように制
御されるので、極めて安定で且つ高精度の恒温制御が行
なえる。
の吸放熱に応じて制御値が常に最適の値をとるように制
御されるので、極めて安定で且つ高精度の恒温制御が行
なえる。
なお、上述においては制御定数ｋをＫ。
に固定した場合について説明したが、制御定数ｋの最適
値Ｋｂを適宜求めて制御関数における制御定数を変化さ
せ制御関数自体が例えば第６図ａに示すような特性を呈
するようにして、これに制御目標温度Ｔｓに関する最適
値制御を加えることにより、一層効果的な制御特性を得
ることもできる。また、制御関数として１＝−ｋ（ＴＡ
−ＴＳｂ）３ なる関数を用いた場合、それ自体で第６図ｂに示すよう
な特性を示し、これに上述の最適値制御を行なうことに
よりさらに有効な制御が可能となる。
値Ｋｂを適宜求めて制御関数における制御定数を変化さ
せ制御関数自体が例えば第６図ａに示すような特性を呈
するようにして、これに制御目標温度Ｔｓに関する最適
値制御を加えることにより、一層効果的な制御特性を得
ることもできる。また、制御関数として１＝−ｋ（ＴＡ
−ＴＳｂ）３ なる関数を用いた場合、それ自体で第６図ｂに示すよう
な特性を示し、これに上述の最適値制御を行なうことに
よりさらに有効な制御が可能となる。
また、温度制御要素としての加熱冷却装置２においては
、ΔＨ》０である楊合には加熱のみの制御を行なうよう
にし、ΔＨ＜０である楊合には冷却のみの制御を行なう
ようにして構成の簡単化を図ることもできる。
、ΔＨ》０である楊合には加熱のみの制御を行なうよう
にし、ΔＨ＜０である楊合には冷却のみの制御を行なう
ようにして構成の簡単化を図ることもできる。
その他、本発明は、その要旨を変更しない範囲で、種々
変形して実施することができることはいうまでもない。
変形して実施することができることはいうまでもない。
以上、詳述したように本発明によれば、設定値との温度
差および系の吸放熱に応じて常に最適な温度制御がなさ
れ、気温等外部環境変化があつてもただちにそれに対処
でき、極めて高精度て且つ安定度の高い恒温制御が行な
える恒温制御装置を提供することができる。
差および系の吸放熱に応じて常に最適な温度制御がなさ
れ、気温等外部環境変化があつてもただちにそれに対処
でき、極めて高精度て且つ安定度の高い恒温制御が行な
える恒温制御装置を提供することができる。
第１図は一般的な恒温制御装置の一例の構成を示す概略
構成図、第２図〜第４図は従来の恒温制御における問題
点を説明するための図、第５図は１本発明の一実施例の
構成を示すプロツク図、第６図ａおよびｂは本発明のそ
れぞれ異なる実施例を説明するための図、である。 ＴＵ・・・・・・検出部、ＰＵ・・・・・演算制御部、
６，７・・・・・温度検出回路、８・・・・・・放熱演
算回路、９，１０・・・・・初期値記憶部、１１，１２
・・・・・・演算回路、１３，１４・・・・・・最適値
記憶部、１５・・・・・・制御関数記憶部、１６・・・
・・・演算処理回路、１７・・・・・・制御回路。
構成図、第２図〜第４図は従来の恒温制御における問題
点を説明するための図、第５図は１本発明の一実施例の
構成を示すプロツク図、第６図ａおよびｂは本発明のそ
れぞれ異なる実施例を説明するための図、である。 ＴＵ・・・・・・検出部、ＰＵ・・・・・演算制御部、
６，７・・・・・温度検出回路、８・・・・・・放熱演
算回路、９，１０・・・・・初期値記憶部、１１，１２
・・・・・・演算回路、１３，１４・・・・・・最適値
記憶部、１５・・・・・・制御関数記憶部、１６・・・
・・・演算処理回路、１７・・・・・・制御回路。
Claims (1)
- １ 温度制御要素により温度制御された熱媒体を熱媒体
駆動系により被制御部に流通させ、該被制御部の温度を
所定値に保つべく制御する恒温制御装置において、温度
制御要素から被制御部内に至る熱媒体通路部内の流れ方
向について位置の異なる複数箇所の温度検出を行なう検
出手段と、この検出手段によつて得られる値に基づいて
前記熱媒体通路部における吸放熱量を求め、この求めら
れた吸放熱量と、前記検出手段によつて検出された温度
の前記所定値に対する温度差とから単位温度差あたりの
熱変化量を算出する演算手段と、この演算手段から出力
される単位温度差あたりの熱変化量に対応して前記熱媒
体を加熱・冷却すべく前記温度制御要素を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする恒温制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14514878A JPS6044682B2 (ja) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | 恒温制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14514878A JPS6044682B2 (ja) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | 恒温制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5572215A JPS5572215A (en) | 1980-05-30 |
| JPS6044682B2 true JPS6044682B2 (ja) | 1985-10-04 |
Family
ID=15378520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14514878A Expired JPS6044682B2 (ja) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | 恒温制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044682B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5734212A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-24 | Tokyo Sanyo Electric Co Ltd | Thermostatic controller |
| NO851156L (no) * | 1984-03-23 | 1985-09-24 | Tyrens Foeretagsgrupp Ab | Anordning til regulering av varmetilfoersel til et avgrenset rom |
| CN101610074B (zh) | 2009-07-16 | 2012-05-09 | 广东大普通信技术有限公司 | 恒温晶体振荡器 |
| CN103394385A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-11-20 | 常熟市苏常工程质量检测有限公司 | 耐高温测试设备 |
-
1978
- 1978-11-24 JP JP14514878A patent/JPS6044682B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5572215A (en) | 1980-05-30 |
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