什么是溫度調(diào)節(jié)器？溫度調(diào)節(jié)器的使用

什么是溫度調(diào)節(jié)器？

溫度調(diào)節(jié)器是一種將目標(biāo)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(hào)進(jìn)行比較，并控制加熱器和其他設(shè)備以使溫度達(dá)到目標(biāo)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(biāo)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(diào)節(jié)溫度的環(huán)境中。

能夠提供比恒溫器更先進(jìn)的溫度控制的溫度調(diào)節(jié)器是利用溫度傳感器的信息進(jìn)行控制的電子型控制器，也稱為數(shù)字控制器。溫度調(diào)節(jié)器具有在控制裝置上設(shè)定目標(biāo)溫度的功能，是通過在目標(biāo)環(huán)境中安裝溫度傳感器來進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。

溫度調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)器的使用

溫度調(diào)節(jié)器的應(yīng)用范圍很廣，從普通家庭到工業(yè)用途。大多數(shù)家庭使用機(jī)械器具，其使用的例子包括相對(duì)便宜的家用電器，例如烤面包機(jī)和被爐桌面。電子溫度調(diào)節(jié)器用于需要精確控制的領(lǐng)域，例如空調(diào)和暖風(fēng)機(jī)。

在工業(yè)應(yīng)用中，它們不僅用于空調(diào)，還用于控制制造設(shè)備的內(nèi)部溫度以及制造過程中使用的水和化學(xué)品的溫度。大型項(xiàng)目包括調(diào)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(diào)節(jié)器原理

恒溫器（機(jī)械溫度調(diào)節(jié)器）具有內(nèi)部雙金屬和電觸點(diǎn)。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(shù)的金屬粘合在一起，當(dāng)溫度變化時(shí)雙金屬會(huì)變形，從而切換電觸點(diǎn)的ON/OFF。

電子溫度調(diào)節(jié)器是由檢測(cè)被控對(duì)象溫度的溫度傳感器和向加熱器發(fā)出指令以控制溫度的運(yùn)算單元組合而成的控制系統(tǒng)的組成部分。將溫度傳感器的輸出與溫度調(diào)節(jié)器上設(shè)定的溫度進(jìn)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(jì)和熱敏電阻。兩者都根據(jù)被控對(duì)象的溫度向溫度控制器輸出電壓、電阻等物理量。溫度調(diào)節(jié)器通常包含反饋控制系統(tǒng)。反饋控制是為了盡快達(dá)到設(shè)定溫度，并且即使被控對(duì)象的溫度發(fā)生變化，也能將溫度變化降到最小。

有關(guān)溫度調(diào)節(jié)器的其他信息

如何控制溫度調(diào)節(jié)器

1. ON/OFF 操作
該控制在受控對(duì)象的溫度低于目標(biāo)值時(shí)打開加熱器，在高于目標(biāo)值時(shí)關(guān)閉加熱器。通過在目標(biāo)值附近反復(fù)上升和下降來控制溫度。有時(shí)也稱為兩位操作，因?yàn)榧訜崞鲀H在兩個(gè)值下操作：0% 和 100%。

2、P作用（比例作用）
為了減小測(cè)量值與目標(biāo)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(dāng)測(cè)量值和目標(biāo)值較大時(shí)，執(zhí)行較大的控制，而當(dāng)兩者之間的差異較小時(shí)，使用較小的輸出。與ON/OFF操作相比，可以更順暢地進(jìn)行控制。

3. I運(yùn)算（積分運(yùn)算）
在P運(yùn)算中，輸出大小僅由測(cè)量值與目標(biāo)值之間的差值決定，但在I運(yùn)算中，輸出大小根據(jù)差值的大小和經(jīng)過的時(shí)間來確定。即使測(cè)量值與目標(biāo)值之間的差異很小，如果該差異持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，也會(huì)以更大的輸出進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)更快的控制。

4. D 運(yùn)行（微分運(yùn)行）
D 運(yùn)行是當(dāng)由于干擾等導(dǎo)致溫度急劇變化時(shí)使用大輸出的控制。由于控制量是根據(jù)變化量的大小來確定的，因此也稱為微分運(yùn)算。

5. PID控制
PID控制是將上述P動(dòng)作、I動(dòng)作、D動(dòng)作組合起來的控制方法。它可以平穩(wěn)、快速地控制溫度，并且可以對(duì)擾動(dòng)做出快速響應(yīng)。

6、2自由度PID控制
2自由度PID控制是一種補(bǔ)償PID控制缺點(diǎn)的控制方法。PID控制的缺點(diǎn)是，如果強(qiáng)調(diào)擾動(dòng)響應(yīng)，則目標(biāo)值變得振蕩，反之，如果強(qiáng)調(diào)目標(biāo)值，則控制對(duì)擾動(dòng)的響應(yīng)會(huì)延遲。

2自由度PID控制能夠很好地響應(yīng)擾動(dòng)并保持目標(biāo)值。