JPS62144211A - 温度制御装置 - Google Patents
温度制御装置Info
- Publication number
- JPS62144211A JPS62144211A JP60286117A JP28611785A JPS62144211A JP S62144211 A JPS62144211 A JP S62144211A JP 60286117 A JP60286117 A JP 60286117A JP 28611785 A JP28611785 A JP 28611785A JP S62144211 A JPS62144211 A JP S62144211A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は外気温が変化した場合でも対象の温度を高精度
で制御することができる温度制御装置に関するものであ
る。
で制御することができる温度制御装置に関するものであ
る。
従来の技術
従来技術を第６図に示す。従来は温度制御を施す制御対
象１を容器２と放熱フィン３で密閉し、その内部を真空
にすることで制御対象１への外気温の影響を取り除いて
いる。制御対象１は冷却板４に固定され、冷却板４に取
付けられた温度センサ５により制御対象１の温度が検出
される。温度セ／す５からの温度に対応する温度信号と
設定回路６からの設定信号は比較回路７で比較され、そ
れらの差に対応する信号を出力する。駆動回路８は比較
回路７からの信号に比例した電流□を出力し、ペルチエ
素子９は駆動回路８からの電流により、冷却板４および
制御対象１を加熱あるいは冷却して、制御対象１の温度
を設定回路６からの設定信号に対応する温度にする。ペ
ルチエ素子９は二つの面をもち、電流を流すことで一方
の面から他方の面へ熱が運ばれ、その結果、一方の面は
冷却され他方の面は加熱される。例えば、制御対象１を
冷却する場合、ペルチエ素子９の放熱フィン３側の面は
加熱されるが、放熱フィン３を取付けることで高温にな
るのを防いでいる。
象１を容器２と放熱フィン３で密閉し、その内部を真空
にすることで制御対象１への外気温の影響を取り除いて
いる。制御対象１は冷却板４に固定され、冷却板４に取
付けられた温度センサ５により制御対象１の温度が検出
される。温度セ／す５からの温度に対応する温度信号と
設定回路６からの設定信号は比較回路７で比較され、そ
れらの差に対応する信号を出力する。駆動回路８は比較
回路７からの信号に比例した電流□を出力し、ペルチエ
素子９は駆動回路８からの電流により、冷却板４および
制御対象１を加熱あるいは冷却して、制御対象１の温度
を設定回路６からの設定信号に対応する温度にする。ペ
ルチエ素子９は二つの面をもち、電流を流すことで一方
の面から他方の面へ熱が運ばれ、その結果、一方の面は
冷却され他方の面は加熱される。例えば、制御対象１を
冷却する場合、ペルチエ素子９の放熱フィン３側の面は
加熱されるが、放熱フィン３を取付けることで高温にな
るのを防いでいる。
以上のように従来技術では制御対象１の周囲を御するこ
とで、制御対象１の温度を目標値に設定している（山ロ
他：ペルチェ素子を用いた半導体レーザの温度制御装置
１分光研究 第３２巻 第６号Ｐ３２８ （１９８３）
）。
とで、制御対象１の温度を目標値に設定している（山ロ
他：ペルチェ素子を用いた半導体レーザの温度制御装置
１分光研究 第３２巻 第６号Ｐ３２８ （１９８３）
）。
発明が解決しようとする問題点
従来の技術では温度センナからの制御対象の温度に対応
する温度信号と設定回路からの設定信号の差に比例した
電流をペルチエ素子に流し、制御対象の温度を比例制御
している。比例制御であるため、制御対象の温度と設定
回路で決まる設定温度の間には必ず誤差が生じ、この誤
差は外気温と設定温度の差が大きくなれば、それだけ増
大する。
する温度信号と設定回路からの設定信号の差に比例した
電流をペルチエ素子に流し、制御対象の温度を比例制御
している。比例制御であるため、制御対象の温度と設定
回路で決まる設定温度の間には必ず誤差が生じ、この誤
差は外気温と設定温度の差が大きくなれば、それだけ増
大する。
従って、従来の装置では、外気温が変化した場合、制御
対象の温度が設定温度からずれてしまい一定に保つこと
ができない。ただ、比例制御の比率を大きくすれば、そ
れだけ前記の誤差を小さくすることがで創るが、同時に
制御が不安定になるため、比率を大きくして、誤差を小
さくする方法には限界がある。
対象の温度が設定温度からずれてしまい一定に保つこと
ができない。ただ、比例制御の比率を大きくすれば、そ
れだけ前記の誤差を小さくすることがで創るが、同時に
制御が不安定になるため、比率を大きくして、誤差を小
さくする方法には限界がある。
問題点を解決するための手段
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するた
めに、制御対象の温度を検出する温度センサと、目標温
度を決める設定器と、温度センサからの制御対象の温度
に対応する温度信号と設定器からの目標温度に対応する
設定信号の差に比例しだ電流を出力する制御器と、制御
器からの電流により制御対象を加熱あるいは冷却するペ
ルチエ素子と、温度セスサと外気とを熱的に結合させる
機構部とを備えている。
めに、制御対象の温度を検出する温度センサと、目標温
度を決める設定器と、温度センサからの制御対象の温度
に対応する温度信号と設定器からの目標温度に対応する
設定信号の差に比例しだ電流を出力する制御器と、制御
器からの電流により制御対象を加熱あるいは冷却するペ
ルチエ素子と、温度セスサと外気とを熱的に結合させる
機構部とを備えている。
作 用
従来技術では設定器で決まる温度（目標温度）と温度セ
ンサで検出される制御対象の温度（対象温度）とが比較
され、その差に比例した電流をペルチエ素子に流して、
比例制御を行なっている。
ンサで検出される制御対象の温度（対象温度）とが比較
され、その差に比例した電流をペルチエ素子に流して、
比例制御を行なっている。
比例制御であるため、対象温度と目標温度とは一致せず
、対象温度は目標温度から外気温側にずれる。本発明で
は、温度センナと外気とを熱的に結合させているため、
温度センサで検出される温度（検出温度）と制御対象の
温度（真の対象温度）との間に差が生じ、検出温度は真
の対象温度から外気温側にずれる。そして、検出温度と
目標温度が比較され、前記従来技術と同様に比例制御が
行なわれるが、検出温度は目標温度から外気温側にずれ
る。
、対象温度は目標温度から外気温側にずれる。本発明で
は、温度センナと外気とを熱的に結合させているため、
温度センサで検出される温度（検出温度）と制御対象の
温度（真の対象温度）との間に差が生じ、検出温度は真
の対象温度から外気温側にずれる。そして、検出温度と
目標温度が比較され、前記従来技術と同様に比例制御が
行なわれるが、検出温度は目標温度から外気温側にずれ
る。
真の対象温度と検出温度の差は温度センサと外気との熱
的な結合の程度（熱結合度）で変化し、また目標温度と
検出温度の差は比例制御の比率で変化するので、熱結合
度と比例制御の比率を適当に調整すれば、真の対象温度
を目標温度に一致させることができる。
的な結合の程度（熱結合度）で変化し、また目標温度と
検出温度の差は比例制御の比率で変化するので、熱結合
度と比例制御の比率を適当に調整すれば、真の対象温度
を目標温度に一致させることができる。
実施例
従来技術のように制御対象の温度（対象温度）を比例制
御により目標温度に設定しようとした場合、対象温度と
目標温度の間には誤差が生じ、外気温と目標温度との差
が大きくなれば、それだけ誤差も大きくなる（第５図）
。この誤差を小さくするには比例制御の比率を大きくす
ればよいが、大きくしすぎると制御が不安定になるため
、誤差を小さくすることには限界がある。
御により目標温度に設定しようとした場合、対象温度と
目標温度の間には誤差が生じ、外気温と目標温度との差
が大きくなれば、それだけ誤差も大きくなる（第５図）
。この誤差を小さくするには比例制御の比率を大きくす
ればよいが、大きくしすぎると制御が不安定になるため
、誤差を小さくすることには限界がある。
このような比例制御で生じる誤差を取り除くには、比例
・積分制御や比例・積分・微分制御を用いればよいが、
本発明では、比例制御を用いながら、誤差を小さくする
ことが可能である。
・積分制御や比例・積分・微分制御を用いればよいが、
本発明では、比例制御を用いながら、誤差を小さくする
ことが可能である。
本発明の一実施例を第１図に示す。制御対象１１は、冷
却板１２に固定され、冷却板１２はペルチエ素子１３の
一方の面に接触し、ペルチエ素子１３の他方の面には放
熱フィン１４が接触している。
却板１２に固定され、冷却板１２はペルチエ素子１３の
一方の面に接触し、ペルチエ素子１３の他方の面には放
熱フィン１４が接触している。
こうしてペルチエ素子１３に電流を流すことで、冷却板
１２を通して制御対象１１を加熱あるいは冷却すること
ができる。断熱材１６は制御対象１１等へ、外部から熱
が流入したり、外部へ熱が流出したりするのを防止して
、ペルチエ素子１３による加熱あるいは冷却の効率を上
げるだめのものである。制御対象１１の温度は冷却板１
２を通して、温度センサ１６で検出される。断熱材１５
には熱結合部１７を設け、外気と温度センサ１６を熱的
に結合している。温度センサ１６で検出された温度（検
出温度）に対応する温度信号は、制御対象１１の設定し
だい温度（目標温度）を決めるだめの設定回路１８から
の設定信号とともに、比較回路１９に入力され、温度信
号と設定信号の差に比例した信号を出力する。駆動回路
２０は、比例回路１９からの信号に比例しだ電流をペル
チェ素子１３に供給する。
１２を通して制御対象１１を加熱あるいは冷却すること
ができる。断熱材１６は制御対象１１等へ、外部から熱
が流入したり、外部へ熱が流出したりするのを防止して
、ペルチエ素子１３による加熱あるいは冷却の効率を上
げるだめのものである。制御対象１１の温度は冷却板１
２を通して、温度センサ１６で検出される。断熱材１５
には熱結合部１７を設け、外気と温度センサ１６を熱的
に結合している。温度センサ１６で検出された温度（検
出温度）に対応する温度信号は、制御対象１１の設定し
だい温度（目標温度）を決めるだめの設定回路１８から
の設定信号とともに、比較回路１９に入力され、温度信
号と設定信号の差に比例した信号を出力する。駆動回路
２０は、比例回路１９からの信号に比例しだ電流をペル
チェ素子１３に供給する。
こうして、温度センサ１６で検出される検出温度が、設
定回路１８で決まる目標温度と一致するように制御され
る。
定回路１８で決まる目標温度と一致するように制御され
る。
ところが比例制御を行なっているため、従来技術と同様
に、検出温度と目標温度とは一致せず、検出温度は目標
温度から外気温側にずれる。
に、検出温度と目標温度とは一致せず、検出温度は目標
温度から外気温側にずれる。
ところで、本発明では温度センサ１６と外気とを熱結合
部１７を通して熱的に結合させているため、温度センサ
１６による検出温度と制御対象１１の温度（真の対象温
度）とは異なり、真の対象温度は、検出温度から外気温
とは逆の温度にずれム熱結合部１７の熱結合度（外部か
ら温度センサに流入される熱量、あるいは温度センサか
ら外部へ流出させる熱量の程度）が非常に小さい場合、
従来技術に相当して、温度センサ１６による検出温度と
真の対象温度は等しいため、真の対象温度を目標温度と
一致させようとして、比例制御の比率を大きくすれば、
動作が不安定になる。
部１７を通して熱的に結合させているため、温度センサ
１６による検出温度と制御対象１１の温度（真の対象温
度）とは異なり、真の対象温度は、検出温度から外気温
とは逆の温度にずれム熱結合部１７の熱結合度（外部か
ら温度センサに流入される熱量、あるいは温度センサか
ら外部へ流出させる熱量の程度）が非常に小さい場合、
従来技術に相当して、温度センサ１６による検出温度と
真の対象温度は等しいため、真の対象温度を目標温度と
一致させようとして、比例制御の比率を大きくすれば、
動作が不安定になる。
熱結合度を大きくしていけば、前記のように真の対象温
度が検出温度から外気温とは逆の温度にずれる。このず
れは熱結合度で決まる。ところで比例制御は検出温度に
対して行なわれるので、検出温度の目標温度からのずれ
は、外気温や比例制御の比率に関係し、熱結合度には依
存しない。従って、比例制御の比率を調整して、検出温
度を目標温度に近づけると同時に、熱結合度を調整すれ
ば、真の対象温度と目標温度を一致させることができる
。
度が検出温度から外気温とは逆の温度にずれる。このず
れは熱結合度で決まる。ところで比例制御は検出温度に
対して行なわれるので、検出温度の目標温度からのずれ
は、外気温や比例制御の比率に関係し、熱結合度には依
存しない。従って、比例制御の比率を調整して、検出温
度を目標温度に近づけると同時に、熱結合度を調整すれ
ば、真の対象温度と目標温度を一致させることができる
。
以下第２図を用いて詳しく説明する。熱結合度が小さい
場合（第２図（ａ） ） 、真の対象温度の検出温度か
らのずれは、小さい。外気温が目標温度から離れていく
と、検出温度は図のように目標温度から離れる。また真
の対象温度の検出温度からのずれは小さいだめ、外気温
が目標温度から離れても真の対象温度を目標温度に設定
するためには、図の点Ａ−４Ｂ→Ｃのように比例制御の
比率を次第に大きくする必要がある。
場合（第２図（ａ） ） 、真の対象温度の検出温度か
らのずれは、小さい。外気温が目標温度から離れていく
と、検出温度は図のように目標温度から離れる。また真
の対象温度の検出温度からのずれは小さいだめ、外気温
が目標温度から離れても真の対象温度を目標温度に設定
するためには、図の点Ａ−４Ｂ→Ｃのように比例制御の
比率を次第に大きくする必要がある。
逆に、結合度が大きい場合、真の対象温度の検出温度か
らのずれは太きい。従って、前記の場合とは逆に外気温
が目標温度から離れても、真の対象温度を目標温度に設
定するためには、比例制御の比率を次第に小さくする必
要がある。
らのずれは太きい。従って、前記の場合とは逆に外気温
が目標温度から離れても、真の対象温度を目標温度に設
定するためには、比例制御の比率を次第に小さくする必
要がある。
それ故、熱結合度を適当な値に選べば、第２図中）のよ
うに、比例制御の比率を一定にした状態（点Ｄ）で、外
気温が変化しても、真の対象温度を目標温度に設定する
ことができる。
うに、比例制御の比率を一定にした状態（点Ｄ）で、外
気温が変化しても、真の対象温度を目標温度に設定する
ことができる。
以上は外気温が目標温度よりも高い場合である。
外気温が目標温度から同じ温度だけ高い場合と低い場合
を考えると、それぞれの検出温度及び真の対象温度の目
標温度からのずれは等しい（第２図（Ｃ））。従って、
外気温が目標温度よりも低い場合でも、熱結合度と比例
制御の比率を前記の高い場合での最適値にすれば、外気
温が変化しても、真の対象温度を目標温度に設定するこ
とができる。
を考えると、それぞれの検出温度及び真の対象温度の目
標温度からのずれは等しい（第２図（Ｃ））。従って、
外気温が目標温度よりも低い場合でも、熱結合度と比例
制御の比率を前記の高い場合での最適値にすれば、外気
温が変化しても、真の対象温度を目標温度に設定するこ
とができる。
第３図及び第４図に熱結合部１７の一実施例を示す。熱
結合部１６は円筒形で、第３図のように伝熱部２１及び
断熱部２２からなり、断熱材１５の中に組み込まれ、図
のように回転させることができる。伝熱部２１は冷却板
１２に密着しており、冷却板１２を通して、温度センサ
１６が外気と熱的に結合できるようになっている。断熱
部２２は不要な熱の出入を防ぐだめのものである。伝熱
部２１は第４図（第３図Ａ −Ａ’面の温度センサ側の
断面図）のように回転させることで冷却板１２との接触
面積を変えることができるので、温度センサ１６と外気
との熱結合度が調整できる。
結合部１６は円筒形で、第３図のように伝熱部２１及び
断熱部２２からなり、断熱材１５の中に組み込まれ、図
のように回転させることができる。伝熱部２１は冷却板
１２に密着しており、冷却板１２を通して、温度センサ
１６が外気と熱的に結合できるようになっている。断熱
部２２は不要な熱の出入を防ぐだめのものである。伝熱
部２１は第４図（第３図Ａ −Ａ’面の温度センサ側の
断面図）のように回転させることで冷却板１２との接触
面積を変えることができるので、温度センサ１６と外気
との熱結合度が調整できる。
発明の効果
前記のように本発明では構成が簡単な比例制御方式を用
いているにもかかわらず、外気温が変化した場合でも、
制御対象の温度の目標温度からのずれを小さくすること
ができる。
いているにもかかわらず、外気温が変化した場合でも、
制御対象の温度の目標温度からのずれを小さくすること
ができる。
第１図は本発明の一実施例の温度制御装置の構成図、第
２図は同装置の動作説明図、第３図および第４図は同装
置における熱結合部の実施例を示す図、第５図は従来例
の温度制御装置の動作説明図、第６図は同装置の構成図
である。 １３・・・・・・ペルチェ素子、１６・・団・温度セン
サ、１７・・・・・・熱結合部、１８・旧・・設定回路
、１ｅ・・団・比較回路、２０・・・・・・駆動回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名Ｉ！
？ 憾 憾ｎ″）を杯
１ 区 Ｕ） 城
２図は同装置の動作説明図、第３図および第４図は同装
置における熱結合部の実施例を示す図、第５図は従来例
の温度制御装置の動作説明図、第６図は同装置の構成図
である。 １３・・・・・・ペルチェ素子、１６・・団・温度セン
サ、１７・・・・・・熱結合部、１８・旧・・設定回路
、１ｅ・・団・比較回路、２０・・・・・・駆動回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名Ｉ！
？ 憾 憾ｎ″）を杯
１ 区 Ｕ） 城
Claims (1)
- 制御対象の温度を検出する温度センサと、目標温度を決
める設定器と、前記温度センサと前記設定器とからの信
号の差に比例した電流を出力する制御器と、前記制御器
からの電流により前記制御対象を加熱あるいは冷却する
ペルチエ素子と、前記温度センサと外気とを熱的に結合
させる機構部からなる温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60286117A JP2516912B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60286117A JP2516912B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62144211A true JPS62144211A (ja) | 1987-06-27 |
| JP2516912B2 JP2516912B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17700151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60286117A Expired - Lifetime JP2516912B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2516912B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6464270A (en) * | 1987-09-03 | 1989-03-10 | Seiko Epson Corp | Computer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5433287A (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Oxygen absorbing structure |
-
1985
- 1985-12-19 JP JP60286117A patent/JP2516912B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5433287A (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Oxygen absorbing structure |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6464270A (en) * | 1987-09-03 | 1989-03-10 | Seiko Epson Corp | Computer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2516912B2 (ja) | 1996-07-24 |
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