一般的にAPRは、温度調節計と組合せてどのようにヒータの温度制御をしているのですか？
APRと温度調節計による温度制御の組合せは、図1に示す回路で構成されます。
図1
この回路において、APRは温度調節計からの出力信号を受け、その信号に比例した出力電圧を負荷に供給します。
温度調節計からの出力信号は、APRと組合せて用いる場合、次のように大きく分けて2つあります。
このうち連続信号は4～20mAが一般的ですが、1～5Vの電圧信号もあります。
| 温度調節計の出力信号 | ON－OFF信号 | 有接点信号 （リレー接点） |
|---|---|---|
| 連続信号 | 4～20mA | |
| 1～5V |
1. ON－OFF信号とAPRを組合せた温度制御例（H-L制御）
図2において、電気炉が冷えているときには温度調節計の出力はON状態となっており、APRの“H”設定の出力電圧がヒータに供給されます。
電気炉の温度が上昇し、42℃に近づくと温度調節計の出力はONとOFFを繰り返すようになります。温度調節計の出力がOFFのときはAPRの“L”設定の出力電圧がヒータに供給されることになります。
図2 H-L制御の温度制御
図3 APRによるH-L制御の温度特性
APRの“H”と“L”の設定値は出力電圧調整範囲の任意の値に設定できます。 これは可変抵抗器（ボリューム）を2個使用し、それぞれ“H”と“L”を決め、例えば図4に示すように“H”のときは95％出力、“L”のとき40％出力としておきます。
図4 H-L設定
図2に示すように設定された温度の比例帯域において、42℃よりも低い領域（①）ではON時間が長く、OFF時間は短くなります。温度が上昇し設定値42℃付近（②）になると、ほぼ50％ON、50％OFFとなります。さらに温度が上昇し、比例帯域を越えた領域（③）では、ON時間が短く、OFF時間が長くなります。そしてさらに温度が上昇し、比例帯域を越えたところではOFFとなります。以上のような制御が行われ、温度が42℃を目標として一定に保たれます。
この中でAPRは温度調節計からのON－OFF信号を“H”－“L”信号に変え、APRの出力電圧を任意の値に設定します。
これにより電磁接触器やSSCのON－OFF制御に比べ、より高い精度の温度制御が行えます。
2. 4～20mA信号とAPRを組合せた温度制御例
図5において、電気炉が冷えているときには、温度調節計の出力は20mAとなっておりAPRの最大出力電圧（勾配設定があるときはその比率分）がヒータに供給されます。 電気炉が温度上昇し、設定された比例帯域に近づくと温度調節計の出力は20mAから除々に減少し、100℃付近では12mAとなります。 さらに温度が上昇するに従い温度調節計の出力は減少し、比例帯域の上限では4mAとなります。この比例帯域を越えた範囲では4mAのままです。
図5 4～20mA信号の温度制御
APRは、温度調節計からの4～20mAの信号に比例した出力をヒータに供給します。この電流信号は連続した値ですから、 APRもこの値に比例した（機種によりその特性は異なります）出力がヒータに供給されます。
この電流信号による電気炉の制御では、
1)のON-OFF信号に比較し、 さらに精度の高い制御が可能となります。
図6 APRによる連続制御の温度特性
