JPS6138485B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6138485B2 JPS6138485B2 JP10610280A JP10610280A JPS6138485B2 JP S6138485 B2 JPS6138485 B2 JP S6138485B2 JP 10610280 A JP10610280 A JP 10610280A JP 10610280 A JP10610280 A JP 10610280A JP S6138485 B2 JPS6138485 B2 JP S6138485B2
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- temperature
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- temperature control
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電気毛布、電気カーペツト等のセン
サに交流を印加して用いる温度制御装置に関する
ものであり、高精度、高安定、高寿命で、しかも
安全な温度制御装置を提供することを目的とする
ものである。
サに交流を印加して用いる温度制御装置に関する
ものであり、高精度、高安定、高寿命で、しかも
安全な温度制御装置を提供することを目的とする
ものである。
第１図は電気毛布に用いられている、センサと
一体型のヒータ構造図を示す。１は芯線であり、
その上にシータ２を巻回し、その上にプラスチツ
クサーミスタによるセンサ３を被覆しヒータ２の
温度を検出する感温層を構成するとともに、その
上に温度検知電極線４を巻回し、更にその上に絶
縁用外被５を被覆して構成している。毛布には普
通25ｍ位の長さのヒータを使用する。上記の構造
以外に、センサとヒータとを別々に構成し、ヒー
タとセンサとを毛布上に併設して温度検知を行う
ものもある。
一体型のヒータ構造図を示す。１は芯線であり、
その上にシータ２を巻回し、その上にプラスチツ
クサーミスタによるセンサ３を被覆しヒータ２の
温度を検出する感温層を構成するとともに、その
上に温度検知電極線４を巻回し、更にその上に絶
縁用外被５を被覆して構成している。毛布には普
通25ｍ位の長さのヒータを使用する。上記の構造
以外に、センサとヒータとを別々に構成し、ヒー
タとセンサとを毛布上に併設して温度検知を行う
ものもある。
第２図にセンサの特性を示す。縦軸にセンサの
インピーダンスＺを、横軸に温度Ｔを示し、Ｌが
温度の低い側、Ｈが高い側を表す。この例ではセ
ンサはヒータ２との間での容量分できまるインピ
ーダンスＺCと、抵抗分できまるインピーダンス
ＺRの合成値ＺTとしてその特性を示すことがで
き、低温側では主にＺCが、高温側ではＺRが合成
値ＺTに寄与している。センサによつては容量分
が極めて少なく、抵抗分のみでインピーダンスが
きまるものもある。センサとして用いられるプラ
スチツクサーミスタは直流電圧を印加すると、分
極を生じ、その特性が劣化するため、極力均等な
交流電圧が印加されるように配慮しなければなら
ない。
インピーダンスＺを、横軸に温度Ｔを示し、Ｌが
温度の低い側、Ｈが高い側を表す。この例ではセ
ンサはヒータ２との間での容量分できまるインピ
ーダンスＺCと、抵抗分できまるインピーダンス
ＺRの合成値ＺTとしてその特性を示すことがで
き、低温側では主にＺCが、高温側ではＺRが合成
値ＺTに寄与している。センサによつては容量分
が極めて少なく、抵抗分のみでインピーダンスが
きまるものもある。センサとして用いられるプラ
スチツクサーミスタは直流電圧を印加すると、分
極を生じ、その特性が劣化するため、極力均等な
交流電圧が印加されるように配慮しなければなら
ない。
前記センサ３から温度信号を検出する従来の方
法としては、センサ３と抵抗との直列回路を交流
電源に並列に接続し、前記抵抗の電位の変化を検
出するものがほとんどであつた。しかし、その構
成では電位の変化を検出する手段が接続されるこ
とによつてセンサ３に非対称の交流電圧が印加さ
れ、その結果センサ３の分極を促してその寿命を
短くするとともに、制御温度が高温側へずれて行
き、安全上も問題があつた。
法としては、センサ３と抵抗との直列回路を交流
電源に並列に接続し、前記抵抗の電位の変化を検
出するものがほとんどであつた。しかし、その構
成では電位の変化を検出する手段が接続されるこ
とによつてセンサ３に非対称の交流電圧が印加さ
れ、その結果センサ３の分極を促してその寿命を
短くするとともに、制御温度が高温側へずれて行
き、安全上も問題があつた。
本発明は、ベース接地トランジスタでセンサ中
に流れる電流をコレクタ電流として取り出す電流
検出型の構成を有する温度信号検出回路を設け、
さらに前記トランジスタと並列かつ逆向きにダイ
オードを接続することにより、上記従来の欠点を
解消したものである。
に流れる電流をコレクタ電流として取り出す電流
検出型の構成を有する温度信号検出回路を設け、
さらに前記トランジスタと並列かつ逆向きにダイ
オードを接続することにより、上記従来の欠点を
解消したものである。
第３図は本発明の温度制御装置の一実施例を示
す回路図であり、２，３，４は第１図のヒータ、
センサ、温度検知電極線を表す。ＶACは交流電源
であり、６はヒータ２の給電回路に挿入された電
力制御素子、７は前記電力制御素子６のゲート抵
抗、８はセンサ信号検出用トランジスタ、９は保
護用ダイオードである。１０はコンデンサ、１１
は放電用抵抗であり、前記トランジスタ８のコレ
クタ電流ＩCを積分して温度信号電圧ＶTを得るた
めのものである。12は温度制御回路であり、前記
温度信号電圧ＶTを設定値と比較し、温度が設定
温度に達していない時ゼロクロスパルスＶZを前
記電力制御素子６に与えトリガを行う比較トリガ
回路で構成されている。抵抗１３、ダイオード１
４、コンデンサ１５は交流電源ＶACから制御回路
用直流電源ＶCCを得るためのものである。
す回路図であり、２，３，４は第１図のヒータ、
センサ、温度検知電極線を表す。ＶACは交流電源
であり、６はヒータ２の給電回路に挿入された電
力制御素子、７は前記電力制御素子６のゲート抵
抗、８はセンサ信号検出用トランジスタ、９は保
護用ダイオードである。１０はコンデンサ、１１
は放電用抵抗であり、前記トランジスタ８のコレ
クタ電流ＩCを積分して温度信号電圧ＶTを得るた
めのものである。12は温度制御回路であり、前記
温度信号電圧ＶTを設定値と比較し、温度が設定
温度に達していない時ゼロクロスパルスＶZを前
記電力制御素子６に与えトリガを行う比較トリガ
回路で構成されている。抵抗１３、ダイオード１
４、コンデンサ１５は交流電源ＶACから制御回路
用直流電源ＶCCを得るためのものである。
上記構成において、交流電源ＶACのＡ側がＥ側
より正の半サイクル（後、正の半サイクルと称
す）において、温度制御回路１２からのゼロクロ
スパルスによつて電力制御素子６を導通し、ヒー
ター２に給電を行う。また、交流電源ＶACのＡ側
がＥ側より負の半サイクル（後、負の半サイクル
と称す）において、センサ３中を流れる電流をＩ
Tとすると、センサ電流ＩTはベース接地トランジ
スタ８のエミツタ電流であり、それはそのままト
ランジスタ８のコレクタ電流ＩCになり（トラン
ジスタ８の増幅率をａとすると、ＩC＝（１−１／ａ） ＩT、コンデンサ１０と抵抗１１とで構成する積
分回路によつて積分され、温度信号電位ＶTに変
換される。前記センサ電流ＩTはセンサ３の抵抗
値に応じて変化するもので、センサ３が検出する
温度に対応して変化するため、高精度の温度制御
ができる。またそれはそのまま温度信号電位ＶT
の変化として現われ、しかもトランジスタ８の増
幅率がある値以上の大きさであれば、増幅率のバ
ラツキ、変化はＩCに影響を与えないため、温度
制御回路１２は正確な温度比較を行うことができ
る。
より正の半サイクル（後、正の半サイクルと称
す）において、温度制御回路１２からのゼロクロ
スパルスによつて電力制御素子６を導通し、ヒー
ター２に給電を行う。また、交流電源ＶACのＡ側
がＥ側より負の半サイクル（後、負の半サイクル
と称す）において、センサ３中を流れる電流をＩ
Tとすると、センサ電流ＩTはベース接地トランジ
スタ８のエミツタ電流であり、それはそのままト
ランジスタ８のコレクタ電流ＩCになり（トラン
ジスタ８の増幅率をａとすると、ＩC＝（１−１／ａ） ＩT、コンデンサ１０と抵抗１１とで構成する積
分回路によつて積分され、温度信号電位ＶTに変
換される。前記センサ電流ＩTはセンサ３の抵抗
値に応じて変化するもので、センサ３が検出する
温度に対応して変化するため、高精度の温度制御
ができる。またそれはそのまま温度信号電位ＶT
の変化として現われ、しかもトランジスタ８の増
幅率がある値以上の大きさであれば、増幅率のバ
ラツキ、変化はＩCに影響を与えないため、温度
制御回路１２は正確な温度比較を行うことができ
る。
また、正の半サイクルでは、センサ３中を流れ
る電流はダイオード９を通つて流れるため、セン
サ３には全く対称の交流電圧が印加されることに
なり、その結果、分極によるセンサ３の劣化を完
全に防止することができる。
る電流はダイオード９を通つて流れるため、セン
サ３には全く対称の交流電圧が印加されることに
なり、その結果、分極によるセンサ３の劣化を完
全に防止することができる。
ところで、センサ３として、容量分が極めて少
なく、抵抗分のみでインピーダンスがきまるもの
においては、今までの説明通りに、正確な温度比
較を行うことができるが、第２図で示したセンサ
のように容量性のセンサを使用する場合には、特
に低温域では容量性が強くなりコレクタ電流ＩC
の位相が最大90゜進む。従つてコレクタ電流ＩC
の波形が正の半サイクルに90゜分だけ重なるので
電力制御素子６がONにしてヒータ２が通電され
るとヒータ２に印加する電位勾配が前記コレクタ
電流に歪を与え、温度信号電圧を狂わす欠点があ
つた。
なく、抵抗分のみでインピーダンスがきまるもの
においては、今までの説明通りに、正確な温度比
較を行うことができるが、第２図で示したセンサ
のように容量性のセンサを使用する場合には、特
に低温域では容量性が強くなりコレクタ電流ＩC
の位相が最大90゜進む。従つてコレクタ電流ＩC
の波形が正の半サイクルに90゜分だけ重なるので
電力制御素子６がONにしてヒータ２が通電され
るとヒータ２に印加する電位勾配が前記コレクタ
電流に歪を与え、温度信号電圧を狂わす欠点があ
つた。
第４図に容量性のセンサを使用したときの各部
波形図を示す。Ｏは零電位を示す。ＶHは電力制
御素子６のアノード波形を示し、t1〜t5間は
OFF、t6以降はONである。OFF中のコレクタ電
流ＩC波形は歪が無く、ヒータの冷却と共にその
ピーク値が下がり、温度信号電圧ＶTも徐々に上
昇しているが、ON中のコレクタ電流ＩC波形は正
の半サイクルに重なる部分が歪み、従つてヒータ
の加熱によつてそのピーク値が大きくなつている
のにもかかわらず、積分値である温度信号電圧Ｖ
Tは一時的に上昇し、影響を強く受けていること
が解る。理想的には、波線で示すようなＶTの変
化になることが望ましい。
波形図を示す。Ｏは零電位を示す。ＶHは電力制
御素子６のアノード波形を示し、t1〜t5間は
OFF、t6以降はONである。OFF中のコレクタ電
流ＩC波形は歪が無く、ヒータの冷却と共にその
ピーク値が下がり、温度信号電圧ＶTも徐々に上
昇しているが、ON中のコレクタ電流ＩC波形は正
の半サイクルに重なる部分が歪み、従つてヒータ
の加熱によつてそのピーク値が大きくなつている
のにもかかわらず、積分値である温度信号電圧Ｖ
Tは一時的に上昇し、影響を強く受けていること
が解る。理想的には、波線で示すようなＶTの変
化になることが望ましい。
上記欠点を解消するためにセンサ信号に歪が生
じる正の半サイクル期間中、前記センサ信号をカ
ツトする構成を設けた他の実施例について、第５
図〜第６図に基づいて説明する。
じる正の半サイクル期間中、前記センサ信号をカ
ツトする構成を設けた他の実施例について、第５
図〜第６図に基づいて説明する。
第５図は本発明の温度制御装置の他の実施例で
ある。第３図と異なる点は、正の半サイクル期間
中パルスＶPを発生するパルス発生回路１６とセ
ンサ信号制御手段としてトランジスタ１７，１８
と抵抗１９が付加された点である。通常、トラン
ジスタ１８はONしており、コレクタ電流ＩCはコ
ンデンサ１０に積分されるが、パルス発生回路１
６からパルスＶPが発生するとトランジスタ１８
をOFし、コレクタ電流ＩCが流れなくなる。つま
り、センサ信号が歪を生ずる正の半サイクル期間
中のセンサ信号をオフする構成になつている。
ある。第３図と異なる点は、正の半サイクル期間
中パルスＶPを発生するパルス発生回路１６とセ
ンサ信号制御手段としてトランジスタ１７，１８
と抵抗１９が付加された点である。通常、トラン
ジスタ１８はONしており、コレクタ電流ＩCはコ
ンデンサ１０に積分されるが、パルス発生回路１
６からパルスＶPが発生するとトランジスタ１８
をOFし、コレクタ電流ＩCが流れなくなる。つま
り、センサ信号が歪を生ずる正の半サイクル期間
中のセンサ信号をオフする構成になつている。
第６図に第５図における各部波形図を示す。コ
レクタ電流ＩCはパルスＶPによつて正の半サイク
ル期間中オフされ、歪のない部分だけが残つてい
る。従つてヒータに通電された時でも温度信号電
圧ＶTが急変することなく、理想的な特性を示し
ている。
レクタ電流ＩCはパルスＶPによつて正の半サイク
ル期間中オフされ、歪のない部分だけが残つてい
る。従つてヒータに通電された時でも温度信号電
圧ＶTが急変することなく、理想的な特性を示し
ている。
以上の説明から明らかなように、本発明の温度
制御装置は、感温層を有するセンサとペース接地
トランジスタのベース・エミツタとの直列回路を
交流電源に接続し、前記トランジスタのコレクタ
電流を温度信号として用いるとともに、前記トラ
ンジスタのベース・エミツタと並列にダイオード
を接続した構成としているため、次のようなすぐ
れた特長を有するものである。
制御装置は、感温層を有するセンサとペース接地
トランジスタのベース・エミツタとの直列回路を
交流電源に接続し、前記トランジスタのコレクタ
電流を温度信号として用いるとともに、前記トラ
ンジスタのベース・エミツタと並列にダイオード
を接続した構成としているため、次のようなすぐ
れた特長を有するものである。
(1) センサ中を流れる電流の変化をそのままベー
ス接地トランジスタのコレクタ電流として取り
出し、電圧に変換して温度信号として用いるた
め、トランジスタの増幅率のバラツキや変化の
影響を受けない高精度の温度制御ができる。
ス接地トランジスタのコレクタ電流として取り
出し、電圧に変換して温度信号として用いるた
め、トランジスタの増幅率のバラツキや変化の
影響を受けない高精度の温度制御ができる。
(2) 電流検出型の構成のためにセンサには、完全
に対称な交流電圧が印加され、プラスチツクサ
ーミスタ等の感温層を有する分極し易いセンサ
を用いても劣化せず、その結果、高安定、高寿
命で、しかも安全な温度制御装置が得られる。
に対称な交流電圧が印加され、プラスチツクサ
ーミスタ等の感温層を有する分極し易いセンサ
を用いても劣化せず、その結果、高安定、高寿
命で、しかも安全な温度制御装置が得られる。
第１図は本発明が適用される電気毛布のセンサ
と一体型のヒータの例を示す構造図、第２図はセ
ンサの特性図、第３図は第１図、第２図のセンサ
およびヒータを用いた本発明の温度制御装置の一
実施例を示す回路図、第４図は容量性のセンサを
使用した場合の第３図に示した回路の各部波形
図、第５図は本発明による温度制御装置の他の実
施例を示す回路図、第６図は第５図に示した回路
の各部波形図である。 ２……ヒータ、３……センサ、４……温度検知
電極線、６……電力制御素子、８……ベース接地
トランジスタ、９……ダイオード、１０……積分
コンデンサ、１２……温度制御回路、１６……パ
ルス発生回路、１７，１８，１９……センサ信号
制御手段（トランジスタ１７，１８、抵抗１
９）。
と一体型のヒータの例を示す構造図、第２図はセ
ンサの特性図、第３図は第１図、第２図のセンサ
およびヒータを用いた本発明の温度制御装置の一
実施例を示す回路図、第４図は容量性のセンサを
使用した場合の第３図に示した回路の各部波形
図、第５図は本発明による温度制御装置の他の実
施例を示す回路図、第６図は第５図に示した回路
の各部波形図である。 ２……ヒータ、３……センサ、４……温度検知
電極線、６……電力制御素子、８……ベース接地
トランジスタ、９……ダイオード、１０……積分
コンデンサ、１２……温度制御回路、１６……パ
ルス発生回路、１７，１８，１９……センサ信号
制御手段（トランジスタ１７，１８、抵抗１
９）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ヒータ等の負荷と、前記負荷を制御する素子
と、前記負荷の温度を検出する感温層を有するセ
ンサと、交流電源と、温度制御回路用の直流電源
と、前記交流電源と前記直流電源との接地点にベ
ースを接続し、そのベース・エミツタと前記セン
サとの直列回路を前記交流電源に並列に接続して
なるベース接地トランジスタと、前記トランジス
タのベース・エミツタと並列かつ逆方向に接続し
たダイオードと、前記交流電源の半波を前記負荷
への給電期間とし前記給電期の他の半波を前記セ
ンサの信号検出期間として前記信号検出期間中に
付勢される前記トランジスタのコレクタ電流を電
圧に変換して得た温度信号電位と設定電位とを比
較し前記給電期間中に前記素子を介して前記負荷
を制御する温度制御回路とを有する温度制御装
置。 ２ センサは容量性のセンサであり、温度制御回
路は負荷の給電期間中パルスを発生するパルス発
生回路と、前記パルス発生回路によつて駆動され
前記センサの信号をオフするセンサ信号制御手段
を有する特許請求の範囲第１項記載の温度制御装
置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10610280A JPS5731013A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Temperature control device |
| US06/266,592 US4485296A (en) | 1980-05-30 | 1981-05-20 | Automatic temperature control device for an electric appliance such as an electric blanket |
| AU70922/81A AU528370B2 (en) | 1980-05-30 | 1981-05-21 | Automatic temperature control device |
| GB8115781A GB2077000B (en) | 1980-05-30 | 1981-05-22 | Automatic temperature control arrangement for an electric appliance such as an electric blanket |
| CA000378514A CA1183925A (en) | 1980-05-30 | 1981-05-28 | Automatic temperature control device for an electric appliance such as an electric blanket |
| DE3121550A DE3121550C2 (de) | 1980-05-30 | 1981-05-29 | Automatische Temperatursteuervorrichtung für ein elektrisches Gerät |
| CA000444604A CA1187967A (en) | 1980-05-30 | 1984-01-03 | Automatic temperature control device for an electric appliance such as an electric blanket |
| GB08409653A GB2138600B (en) | 1980-05-30 | 1984-04-13 | Automatic temperature control device for an electric appliance such as an electric blanket |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10610280A JPS5731013A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Temperature control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5731013A JPS5731013A (en) | 1982-02-19 |
| JPS6138485B2 true JPS6138485B2 (ja) | 1986-08-29 |
Family
ID=14425144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10610280A Granted JPS5731013A (en) | 1980-05-30 | 1980-07-31 | Temperature control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5731013A (ja) |
-
1980
- 1980-07-31 JP JP10610280A patent/JPS5731013A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5731013A (en) | 1982-02-19 |
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