什么是溫度調節器？溫度調節器的使用

什么是溫度調節器？

溫度調節器是一種將目標溫度與安裝在想要控制溫度的空間中的溫度傳感器的信號進行比較，并控制加熱器和其他設備以使溫度達到目標值的裝置。

恒溫器是一種控制溫度的裝置。有的溫控器有固定的目標值，有的則可以使用刻度盤等來改變，但它們都必須直接安裝在要調節溫度的環境中。

能夠提供比恒溫器更先進的溫度控制的溫度調節器是利用溫度傳感器的信息進行控制的電子型控制器，也稱為數字控制器。溫度調節器具有在控制裝置上設定目標溫度的功能，是通過在目標環境中安裝溫度傳感器來進行調節的系統。

溫度調節方式有P作用（比例作用）、I作用（積分作用）、D作用（微分作用）、PID控制、2自由度PID控制。

溫度調節器的使用

溫度調節器的應用范圍很廣，從普通家庭到工業用途。大多數家庭使用機械器具，其使用的例子包括相對便宜的家用電器，例如烤面包機和被爐桌面。電子溫度調節器用于需要精確控制的領域，例如空調和暖風機。

在工業應用中，它們不僅用于空調，還用于控制制造設備的內部溫度以及制造過程中使用的水和化學品的溫度。大型項目包括調整垃圾焚燒爐的燃燒溫度和燒制陶瓷的窯爐的溫度。

溫度調節器原理

恒溫器（機械溫度調節器）具有內部雙金屬和電觸點。雙金屬利用金屬隨溫度變化而膨脹的特性。將兩種具有不同膨脹系數的金屬粘合在一起，當溫度變化時雙金屬會變形，從而切換電觸點的ON/OFF。

電子溫度調節器是由檢測被控對象溫度的溫度傳感器和向加熱器發出指令以控制溫度的運算單元組合而成的控制系統的組成部分。將溫度傳感器的輸出與溫度調節器上設定的溫度進行比較，并向控制單元輸出指令，消除兩者之間的差異。

溫度傳感器包括熱電偶、鉑電阻溫度計和熱敏電阻。兩者都根據被控對象的溫度向溫度控制器輸出電壓、電阻等物理量。溫度調節器通常包含反饋控制系統。反饋控制是為了盡快達到設定溫度，并且即使被控對象的溫度發生變化，也能將溫度變化降到最小。

有關溫度調節器的其他信息

如何控制溫度調節器

1. ON/OFF 操作
該控制在受控對象的溫度低于目標值時打開加熱器，在高于目標值時關閉加熱器。通過在目標值附近反復上升和下降來控制溫度。有時也稱為兩位操作，因為加熱器僅在兩個值下操作：0% 和 100%。

2、P作用（比例作用）
為了減小測量值與目標值之間的差異，這是一種控制輸出與兩者之差的大小成比例的方法。換句話說，當測量值和目標值較大時，執行較大的控制，而當兩者之間的差異較小時，使用較小的輸出。與ON/OFF操作相比，可以更順暢地進行控制。

3. I運算（積分運算）
在P運算中，輸出大小僅由測量值與目標值之間的差值決定，但在I運算中，輸出大小根據差值的大小和經過的時間來確定。即使測量值與目標值之間的差異很小，如果該差異持續很長時間，也會以更大的輸出進行控制，從而實現更快的控制。

4. D 運行（微分運行）
D 運行是當由于干擾等導致溫度急劇變化時使用大輸出的控制。由于控制量是根據變化量的大小來確定的，因此也稱為微分運算。

5. PID控制
PID控制是將上述P動作、I動作、D動作組合起來的控制方法。它可以平穩、快速地控制溫度，并且可以對擾動做出快速響應。

6、2自由度PID控制
2自由度PID控制是一種補償PID控制缺點的控制方法。PID控制的缺點是，如果強調擾動響應，則目標值變得振蕩，反之，如果強調目標值，則控制對擾動的響應會延遲。

2自由度PID控制能夠很好地響應擾動并保持目標值。