JPS647374Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS647374Y2 JPS647374Y2 JP1980173904U JP17390480U JPS647374Y2 JP S647374 Y2 JPS647374 Y2 JP S647374Y2 JP 1980173904 U JP1980173904 U JP 1980173904U JP 17390480 U JP17390480 U JP 17390480U JP S647374 Y2 JPS647374 Y2 JP S647374Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- resistor
- relay
- operational amplifier
- resistance value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Control Of Temperature (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は感温抵抗素子(温度センサー)により
制御対象の温度を検出して温度制御用リレーある
いはスイツチング素子をON,OFFさせ温度制御
を行なう温度制御回路に関する。
制御対象の温度を検出して温度制御用リレーある
いはスイツチング素子をON,OFFさせ温度制御
を行なう温度制御回路に関する。
温度制御回路としては実開昭52−1630号公報に
記載された様な第1図に示す如き回路が一般的で
ある。すなわち温度センサー1の一方を電源に接
続し、該温度センサー1の他端は抵抗2を通して
接地されており、同様に抵抗3の一方を電源に接
続し、他端は検出温度設定用可変抵抗器4を通し
て接地されている。そして温度センサー1と抵抗
2の接続点を演算増巾器5の反転入力端子に抵抗
3と可変抵抗4の接続点は前記演算増巾器5の出
力端子には負荷である制御用リレー7のコイル7
aが接続されており、さらに該演算増巾器5の出
力端子と非反転入力端子の間に抵抗6を接続して
正帰還がかけられている。なお、ダイオード8は
リレーコイル7aの逆電圧防止用である。
記載された様な第1図に示す如き回路が一般的で
ある。すなわち温度センサー1の一方を電源に接
続し、該温度センサー1の他端は抵抗2を通して
接地されており、同様に抵抗3の一方を電源に接
続し、他端は検出温度設定用可変抵抗器4を通し
て接地されている。そして温度センサー1と抵抗
2の接続点を演算増巾器5の反転入力端子に抵抗
3と可変抵抗4の接続点は前記演算増巾器5の出
力端子には負荷である制御用リレー7のコイル7
aが接続されており、さらに該演算増巾器5の出
力端子と非反転入力端子の間に抵抗6を接続して
正帰還がかけられている。なお、ダイオード8は
リレーコイル7aの逆電圧防止用である。
上記構成において、水等を加熱し一定の温度巾
に保つ場合を例にとつて説明する。今、温度セン
サー1は白金抵抗体等の正の温度係数を持つもで
制御対象物(水等)内に取り付けられている、検
出温度が設定温度より低い場合は演算増巾器5の
反転入力端子電圧(以後V-とする)は非反転入
力端子電圧(以後V+)より高くなるので演算増
巾器5の出力はローレベルでありリレーコイル7
aに電流が流れリレー7がONしている。リレー
7には図示しないヒーターが接続されており、リ
レー7がONすると、ヒータに通電され制御対象
を加熱し、制御対象物の温度が上昇するので温度
センサーRxの抵抗値が増加しV-は減少しV+よ
りわずかでも小さくなると演算増巾器5の出力が
反転しハイレベルとなり、リレー7がOFFしヒ
ータへの通電が行なわれなくなる。と同時に正帰
還がかけられているので非反転入力端子電圧は
V+からV++ΔV+へΔV+だけ引きあげられる。次
にヒータへの通電が停止すると制御対象物の温度
が低下するので温度センサーRxの抵抗値が減少
し、V-が上昇しV-の値がV++ΔV+よりわずか
でも高くなると演算増巾器5の出力が反転してロ
ーレベルとなりリレー7がONし、再び加熱され
る。V-がV+とV++ΔV+の範囲でリレーのOFF
−ONがくり返えされるというものである。
に保つ場合を例にとつて説明する。今、温度セン
サー1は白金抵抗体等の正の温度係数を持つもで
制御対象物(水等)内に取り付けられている、検
出温度が設定温度より低い場合は演算増巾器5の
反転入力端子電圧(以後V-とする)は非反転入
力端子電圧(以後V+)より高くなるので演算増
巾器5の出力はローレベルでありリレーコイル7
aに電流が流れリレー7がONしている。リレー
7には図示しないヒーターが接続されており、リ
レー7がONすると、ヒータに通電され制御対象
を加熱し、制御対象物の温度が上昇するので温度
センサーRxの抵抗値が増加しV-は減少しV+よ
りわずかでも小さくなると演算増巾器5の出力が
反転しハイレベルとなり、リレー7がOFFしヒ
ータへの通電が行なわれなくなる。と同時に正帰
還がかけられているので非反転入力端子電圧は
V+からV++ΔV+へΔV+だけ引きあげられる。次
にヒータへの通電が停止すると制御対象物の温度
が低下するので温度センサーRxの抵抗値が減少
し、V-が上昇しV-の値がV++ΔV+よりわずか
でも高くなると演算増巾器5の出力が反転してロ
ーレベルとなりリレー7がONし、再び加熱され
る。V-がV+とV++ΔV+の範囲でリレーのOFF
−ONがくり返えされるというものである。
温度センサー1の抵抗値RT、抵抗2の抵抗値
をR2、抵抗3の抵抗値をR3、抵抗4の抵抗値を
R4、抵抗6の抵抗値をR6、リレーコイル7aの
抵抗値をR7とし、電源電圧をVccとすると、 V+=R4・R6/R3(R4+R6)+R4R6×Vcc (1) V++ΔV+ =R4(R3+R20)/R4(R3+R20)+R3R20×Vcc (2) (ただしR20=R6+R7) V-=R2/RT+R2×Vcc (3) V+=V-(リレーOFF)、V++ΔV+=V-(リレー
ON)となる時の温度センサー1の抵抗値をそれ
ぞれ、Rt1,Rt2とし、その時の温度をt1,t2とす
る。
をR2、抵抗3の抵抗値をR3、抵抗4の抵抗値を
R4、抵抗6の抵抗値をR6、リレーコイル7aの
抵抗値をR7とし、電源電圧をVccとすると、 V+=R4・R6/R3(R4+R6)+R4R6×Vcc (1) V++ΔV+ =R4(R3+R20)/R4(R3+R20)+R3R20×Vcc (2) (ただしR20=R6+R7) V-=R2/RT+R2×Vcc (3) V+=V-(リレーOFF)、V++ΔV+=V-(リレー
ON)となる時の温度センサー1の抵抗値をそれ
ぞれ、Rt1,Rt2とし、その時の温度をt1,t2とす
る。
Rt1=R2・R3・R6/R4(R3+R6) (4)
Rt2=(R4+R20)・R3・R2/R4・R20 (5)
リレーがOFFする時の温度センサー1の抵抗
値Rt1とONする時の抵抗値Rt2の差は Rt1−Rt2 =R2・R3/R4(R6/R3+R6−R4+R20/R20) (6) となる。
値Rt1とONする時の抵抗値Rt2の差は Rt1−Rt2 =R2・R3/R4(R6/R3+R6−R4+R20/R20) (6) となる。
白金抵抗体等の正の温度係数を持ち温度変化に
対し抵抗値が直線的に変化するセンサーの場合、
抵抗値RTは、 RT=AT+Bで表わされるため(A:B:定
数) Rt1−Rt2=A(t1−t2) (7) となり、制御温度巾(t1−t2)を一定にするため
には(Rt1−Rt2)が一定でなければいけない。と
ころが(6)式において、可変抵抗4の抵抗値R4を
変化させてV+の値即ち制御温度設定値を変える
と(Rt−Rt2)の値も変化してしまい一定の温度
巾で制御することができないことになる。
対し抵抗値が直線的に変化するセンサーの場合、
抵抗値RTは、 RT=AT+Bで表わされるため(A:B:定
数) Rt1−Rt2=A(t1−t2) (7) となり、制御温度巾(t1−t2)を一定にするため
には(Rt1−Rt2)が一定でなければいけない。と
ころが(6)式において、可変抵抗4の抵抗値R4を
変化させてV+の値即ち制御温度設定値を変える
と(Rt−Rt2)の値も変化してしまい一定の温度
巾で制御することができないことになる。
またサーミスタのような指数関数的に抵抗値が
変化するセンサーを使つた場合、 抵抗値は一般に RT=R0expB/T (R0:0℃での抵抗値) (B:B定数) で表わされ、 Rt1−Rt2=R0(expB/t1−expB/t2) (8) であるから、(6)式の右辺と(8)式の右辺の特性曲線
が一致した時のみ一定の温度巾で制御できること
になるが、現実的に不可能である。
変化するセンサーを使つた場合、 抵抗値は一般に RT=R0expB/T (R0:0℃での抵抗値) (B:B定数) で表わされ、 Rt1−Rt2=R0(expB/t1−expB/t2) (8) であるから、(6)式の右辺と(8)式の右辺の特性曲線
が一致した時のみ一定の温度巾で制御できること
になるが、現実的に不可能である。
以上のように第1図の如き回路では、制御温度
設定値を変えると、リレーがON−OFFする温度
巾まで変化してしまい一定の温度巾でリレーを
ON−OFFさせる制御ができない欠点があつた。
設定値を変えると、リレーがON−OFFする温度
巾まで変化してしまい一定の温度巾でリレーを
ON−OFFさせる制御ができない欠点があつた。
本考案は、制御温度の設定値をどのように変え
ても、常に一定の温度巾で、リレーあるいはスイ
ツチング素子をON−OFFさせて、制御対象の温
度制御を行なうことができる構成簡単なこの種制
御回路を提供することを目的とする。
ても、常に一定の温度巾で、リレーあるいはスイ
ツチング素子をON−OFFさせて、制御対象の温
度制御を行なうことができる構成簡単なこの種制
御回路を提供することを目的とする。
第2図は本考案実施例で、温度センサー1の一
端を電源に接続し、該温度センサー1の他端は抵
抗2を通して接地し、また抵抗9の一端を電源に
他端は可変抵抗4と抵抗11の直列回路を通して
接地し、前記温度センサー1と前記抵抗2の接続
点と、前記可変抵抗3と前記抵抗4の接続点をそ
れぞれ演算増巾器5の反転入力端子及び非反転入
力端子に接続してある。そして、前記抵抗9と可
変抵抗3の接続点にダイオード10のカソードを
接続し、該ダイオード10のアノードと前記演算
増巾器5の出力端子の間に抵抗6を接続し、さら
に電源と演算増巾器5の出力端子間にはリレー7
のコイル7aが接続されている。またダイオード
8はリレーコイル7aの逆電圧発生防止用のダイ
オードである。
端を電源に接続し、該温度センサー1の他端は抵
抗2を通して接地し、また抵抗9の一端を電源に
他端は可変抵抗4と抵抗11の直列回路を通して
接地し、前記温度センサー1と前記抵抗2の接続
点と、前記可変抵抗3と前記抵抗4の接続点をそ
れぞれ演算増巾器5の反転入力端子及び非反転入
力端子に接続してある。そして、前記抵抗9と可
変抵抗3の接続点にダイオード10のカソードを
接続し、該ダイオード10のアノードと前記演算
増巾器5の出力端子の間に抵抗6を接続し、さら
に電源と演算増巾器5の出力端子間にはリレー7
のコイル7aが接続されている。またダイオード
8はリレーコイル7aの逆電圧発生防止用のダイ
オードである。
回路動作は第1図のものと同様であるので省略
して、制御温度設定値を変えても、リレーが
OFFする温度(t1)とONする温度(t2)の差が
常に一定となる理由を説明する。
して、制御温度設定値を変えても、リレーが
OFFする温度(t1)とONする温度(t2)の差が
常に一定となる理由を説明する。
温度センサー1の抵抗値をRT、抵抗2の抵抗
値をR2の抵抗11の抵抗値をR11、可変抵抗4の
抵抗値をR4、抵抗6の抵抗値をR6、抵抗9の抵
抗値をR9、リレーコイル7aの抵抗値をR7とし、
電源電圧をVccとする。
値をR2の抵抗11の抵抗値をR11、可変抵抗4の
抵抗値をR4、抵抗6の抵抗値をR6、抵抗9の抵
抗値をR9、リレーコイル7aの抵抗値をR7とし、
電源電圧をVccとする。
V+=R11/R11+R4+R9×Vcc (9)
V++ΔV+=R11/R11+R4+R9・R20/R9+R20×Vcc (10)
(ただしR20=R6+R7)
V-=R2/RT+R2×Vcc (11)
(9)〜(11)より
Rt1=R2(R4+R9)/R11,
Rt2=R2(R4+R9・R20/R9・R20)/R11 ∴Rt1−Rt2=R2・R9/R11(1−R9・R20/R9+R20)(12
) R4の値を変えて制御温度設定値を変えるので
あるが(12)式にはR4が含まれておらず、R2,R9,
R11,R20は固定抵抗であるので、R4の値をいか
なる値にしても(Rt1−Rt2)はR4の値とは無関係
で常に一定ということになり、白金抵抗体のよう
な抵抗値が直線的に変化するセンサーを使用すれ
ば、制御温度の設定値を変えても、リレーがON
−OFFする温度巾を常に一定に制御できること
になる。
Rt2=R2(R4+R9・R20/R9・R20)/R11 ∴Rt1−Rt2=R2・R9/R11(1−R9・R20/R9+R20)(12
) R4の値を変えて制御温度設定値を変えるので
あるが(12)式にはR4が含まれておらず、R2,R9,
R11,R20は固定抵抗であるので、R4の値をいか
なる値にしても(Rt1−Rt2)はR4の値とは無関係
で常に一定ということになり、白金抵抗体のよう
な抵抗値が直線的に変化するセンサーを使用すれ
ば、制御温度の設定値を変えても、リレーがON
−OFFする温度巾を常に一定に制御できること
になる。
第3図は本考案第2の実施例で、第2図におけ
る可変抵抗4を温度センサー12に置き換えて、
2ケ所の温度差を検出して制御対象の温度制御を
行なわせるものである。
る可変抵抗4を温度センサー12に置き換えて、
2ケ所の温度差を検出して制御対象の温度制御を
行なわせるものである。
上記実施例を冷房機等で室内を冷房する場合を
例にとつて説明する。
例にとつて説明する。
また、温度センサー1及び12は白金抵抗体の
ように直線的に抵抗が変化するもので同一特性の
ものとし、温度センサー1は室外の温度、温度セ
ンサー12は室内の温度を検出するとする。
ように直線的に抵抗が変化するもので同一特性の
ものとし、温度センサー1は室外の温度、温度セ
ンサー12は室内の温度を検出するとする。
今、R2=R11に抵抗値を選び、温度Tにおける
温度センサー1及び12の抵抗値をRTとする。
温度センサー1及び12の抵抗値をRTとする。
室内温度がt0、室内温度がt1で、t0=t1である
時、V->V+であるので、演算増巾器5の出力は
ローレベルとなり、リレー7がONとなる。リレ
ー7がONすると図示しない冷房機が動作し室内
温度を下げ温度がt2になつて、Rt0≧Rt2+R9(V-
≦V+)の状態になると演算増巾器5の出力は反
転してハイレベルとなりリレー7がOFFし冷房
機の動作を停止させる。
時、V->V+であるので、演算増巾器5の出力は
ローレベルとなり、リレー7がONとなる。リレ
ー7がONすると図示しない冷房機が動作し室内
温度を下げ温度がt2になつて、Rt0≧Rt2+R9(V-
≦V+)の状態になると演算増巾器5の出力は反
転してハイレベルとなりリレー7がOFFし冷房
機の動作を停止させる。
そして室内の温度がまた上昇してくるが、演算
増巾器5は一度ハイレベルになるとダイオード1
0、抵抗6で正帰還がかかるので Rt0≦Rt3+R9×R20/R9+R20(V-≧V+) を満足する室内温度t3になるまでリレー7は再び
ONとはならない。
増巾器5は一度ハイレベルになるとダイオード1
0、抵抗6で正帰還がかかるので Rt0≦Rt3+R9×R20/R9+R20(V-≧V+) を満足する室内温度t3になるまでリレー7は再び
ONとはならない。
即ち、リレーがON→OFFと反転する境界は
Rt0=Rt2+R9 (13)
リレー7がOFF→ON反転する境界は
Rt0=Rt3+R9・R20/R9+R20 (14)
(R20=R6+R7)
である。
(13),(14)より
Rt0−Rt2=R9(一定) (15)
Rt0−Rt3=R9・R20/R9+R20(一定) (16)
Rt2−Rt3=R9(R20/R9+R20−1)(一定) (17)
となり、第4図に示す如く室外温度t0がどのよう
に変化しても室外温度と室内温度の差が2つのセ
ンサーの抵抗差R9・R20/R9+R20に相当する温度差にな ると冷房機を運転し、また抵抗差R9相当の温度
差まで室内温度が下がると停止するという制御が
行なえることになる。
に変化しても室外温度と室内温度の差が2つのセ
ンサーの抵抗差R9・R20/R9+R20に相当する温度差にな ると冷房機を運転し、また抵抗差R9相当の温度
差まで室内温度が下がると停止するという制御が
行なえることになる。
また(17)式よりリレーがOFFすると温度t2と
ONする温度t3の温度巾も一定となることはいう
までもない。
ONする温度t3の温度巾も一定となることはいう
までもない。
上記説明は、冷房機を例にとつたが、太陽熱利
用の温水器の、コレクタ内の温水と蓄熱槽内の水
の温度差を検出してコレクタ内の温水と蓄熱槽内
の水をポンプで循環させて次第に蓄熱槽内の水温
を上げる制御に利用できるのはもちろんである。
また、第二実施例では、温度センサー1におよび
12の特性が同じ物で説明したが抵抗値の温度係
数が同じ物であれば同一温度で抵抗値が異なつて
も同様の制御はできる。なお第4図において、A
は室外、室内の温度差がない場合、Bは運転を開
始させる温度差設定値、Cは運転、Dは停止、E
は制御温度巾である。
用の温水器の、コレクタ内の温水と蓄熱槽内の水
の温度差を検出してコレクタ内の温水と蓄熱槽内
の水をポンプで循環させて次第に蓄熱槽内の水温
を上げる制御に利用できるのはもちろんである。
また、第二実施例では、温度センサー1におよび
12の特性が同じ物で説明したが抵抗値の温度係
数が同じ物であれば同一温度で抵抗値が異なつて
も同様の制御はできる。なお第4図において、A
は室外、室内の温度差がない場合、Bは運転を開
始させる温度差設定値、Cは運転、Dは停止、E
は制御温度巾である。
第5図乃至第6図は他の実施例で第5図は、ダ
イオード10の順方向電圧降下を無視できない場
合、その影響を打消すようにダイオード13を挿
入した実施例で、第6図は、温度センサーを接地
側に接続した場合の実施例である。
イオード10の順方向電圧降下を無視できない場
合、その影響を打消すようにダイオード13を挿
入した実施例で、第6図は、温度センサーを接地
側に接続した場合の実施例である。
前記説明は白金抵抗体等の正の温度係数を持ち
抵抗値が直線的に変化するセンサーを例にとつた
が、サーミスタを使用した場合でも、抵抗と組合
わせて抵抗値の変化を直線に近似すれば十分使用
できる。
抵抗値が直線的に変化するセンサーを例にとつた
が、サーミスタを使用した場合でも、抵抗と組合
わせて抵抗値の変化を直線に近似すれば十分使用
できる。
以上のように、本考案は、演算増巾器の出力を
制御温度設定用基準電圧に正帰還する正帰還回路
にダイオードを使用し、さらに正帰還を掛ける位
置を抵抗と可変抵抗の接続点にするだけの簡単な
回路構成で、制御温度設定値をどのように変えて
も、リレーあるいはスイツチング素子を一定の温
度巾でON−OFFする制御や、2ケ所の温度差が
ある値になるとリレーあるいはスイツチング素子
をON(またはOFF)し、ある温度差まで下がる
とOFF(またはON)する制御を可能にするもの
であり、前述の説明以外にも乾燥機等の温度制御
が考えられ、その応用範囲は広く有用性の高いも
のである。
制御温度設定用基準電圧に正帰還する正帰還回路
にダイオードを使用し、さらに正帰還を掛ける位
置を抵抗と可変抵抗の接続点にするだけの簡単な
回路構成で、制御温度設定値をどのように変えて
も、リレーあるいはスイツチング素子を一定の温
度巾でON−OFFする制御や、2ケ所の温度差が
ある値になるとリレーあるいはスイツチング素子
をON(またはOFF)し、ある温度差まで下がる
とOFF(またはON)する制御を可能にするもの
であり、前述の説明以外にも乾燥機等の温度制御
が考えられ、その応用範囲は広く有用性の高いも
のである。
第1図は従来例の温度制御回路の回路図、第2
図は本考案第一実施例の回路図、第3図は本考案
の第二実施例の回路図、第4図は本考案第二実施
例の制御動作説明線図、第5図は本考案の第三実
施例の回路図、第6図a,bは本考案の第四及び
第五実施例の回路図である。 1……温度センサー、2……抵抗、3……抵
抗、4……可変抵抗、5……演算増巾器、6……
抵抗、7……リレー、7a……リレーコイル、8
……ダイオード、9……抵抗、10……ダイオー
ド、11……抵抗、12……温度センサー、13
……ダイオード。
図は本考案第一実施例の回路図、第3図は本考案
の第二実施例の回路図、第4図は本考案第二実施
例の制御動作説明線図、第5図は本考案の第三実
施例の回路図、第6図a,bは本考案の第四及び
第五実施例の回路図である。 1……温度センサー、2……抵抗、3……抵
抗、4……可変抵抗、5……演算増巾器、6……
抵抗、7……リレー、7a……リレーコイル、8
……ダイオード、9……抵抗、10……ダイオー
ド、11……抵抗、12……温度センサー、13
……ダイオード。
Claims (1)
- 第1感温抵抗素子と第1の抵抗を直列接続して
直流電圧を分割し、第1の感温抵抗素子に生じる
信号電圧を演算増巾器の反転入力端子に加え、ま
た第2の抵抗と可変抵抗と第3の抵抗を直列接続
して直流電圧を分割し、第2の抵抗と可変抵抗の
直列回路部に生じる制御温度設定用基準電圧を前
記演算増巾器の非反転入力端子に加え、さらに該
演算増巾器の出力端子と前記第2の抵抗と前記可
変抵抗の接続点との間に第4の抵抗とダイオード
の直列回路を接続して正帰還回路を構成して、前
記信号電圧と制御温度設定用基準電圧の大小判別
に応じて前記演算増巾器の出力が状態を変化させ
て、リレーあるいはスイツチング素子をON,
OFFさせることを特徴とする温度制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980173904U JPS647374Y2 (ja) | 1980-12-05 | 1980-12-05 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980173904U JPS647374Y2 (ja) | 1980-12-05 | 1980-12-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5799216U JPS5799216U (ja) | 1982-06-18 |
| JPS647374Y2 true JPS647374Y2 (ja) | 1989-02-28 |
Family
ID=29965820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980173904U Expired JPS647374Y2 (ja) | 1980-12-05 | 1980-12-05 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS647374Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536782Y2 (ja) * | 1975-01-16 | 1980-08-29 | ||
| JPS55112708U (ja) * | 1979-01-26 | 1980-08-08 |
-
1980
- 1980-12-05 JP JP1980173904U patent/JPS647374Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5799216U (ja) | 1982-06-18 |
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