什么是温控器?从原理到应用,一篇文章全解析!

2024-08-14 18:53:29 浏览数 (2)

温控器有多种称呼,如温控开关、温度保护器和温度控制器等。根据工作原理,它可以分为突跳式温控器、液涨式温控器、压力式温控器和电子式温控器。在现代工业控制设备中,数字式温控器是最常用的类型。根据结构,温控器可以分为一体式温控器和模块型温控器。

测温体有哪些?

测温体是一种将温度信号转换为电信号的元件,通常安装在被控对象的检测部位,以监测其温度值。在工业控制领域,常用的测温体包括热电偶、热电阻、热敏电阻和非接触式传感器。其中,前三种属于接触式测温体。

1.热电偶

热电偶的测温原理基于塞贝克效应(热电效应)。当两种不同材质的金属(通常是导体或半导体,如铂铑、镍铬-镍硅等材料配对)组成一个闭合回路,并对其两连接端施加不同的温度时,在两种金属之间会产生电动势。这样的回路被称为“热电偶”,而这两种金属被称为“热电极”,所产生的电动势被称为“热电动势”。热电偶的特点在于其测量温度范围广泛、热响应速度快,并且具有较强的耐振动性。

2.热电阻

热电阻是将温度信号转换为电信号的元件,其工作原理主要基于金属的电阻随温度变化的特性。具体来说,热电阻利用金属的这一特性来测量温度。

在工业控制中,常用的热电阻种类包括铂、铜和镍三种材料。其中,铂电阻是最为常见的一种。热电阻具有温度线性好、性能稳定以及在常温领域精度高的特点。因此,在温度适中、无振动且对精度要求较高的应用环境中,通常会优先选择使用铂电阻。

3.热敏电阻

热敏电阻是将温度信号转换为电信号的元件,其工作原理主要基于半导体的电阻随温度变化的特性。具体来说,热敏电阻利用半导体的这一特性来测量温度。与热电阻相比,热敏电阻的电阻随温度的变化而产生较大的变化,因此其测温范围相对较窄(-50~350℃)。

热敏电阻分为NTC热敏电阻和PTC热敏电阻。NTC热敏电阻具有负温度系数,随着温度的升高,其电阻值会减小。而PTC热敏电阻具有正温度系数,随着温度的升高,其电阻值会增大。由于其独特的电阻温度特性,热敏电阻在温度检测、自动控制、电子器件等领域有着广泛的应用。

温控器的控制方式有哪些?

温控器的控制方式主要有两种:ON/OFF控制和PID控制。

1.ON/OFF控制是一种简单的控制方式,它只有开(ON)和关(OFF)两种状态。当设定的温度低于目标温度时,温控器会输出ON信号,启动加热;当设定的温度高于目标温度时,温控器会输出OFF信号,停止加热。这种控制方式虽然简单,但温度会在目标值上下波动,无法稳定在设定值。因此,它适用于对控制精度要求不高的场合。

2.PID控制是一种更为先进的控制方式。它结合了比例控制、积分控制和微分控制的优点,并根据实际需要进行调整和优化。通过整合比例、积分和微分控制,PID控制器可以更快速地响应温度变化,自动修正偏差,并提供更好的稳态性能。因此,PID控制在许多工业控制系统中得到了广泛应用。

温控器的输出方式有多种,主要取决于其控制环境和所需控制设备的特性。以下是一些常用的温控器输出方式:

  1. 电压输出:这是最常见的输出方式之一,通过调节电压信号的幅度来控制设备的工作状态。通常,0V表示关闭控制信号,而10V或5V表示完全打开控制信号,此时被控制设备开始工作。这种输出方式适用于控制电机、风扇、灯光等需要渐进式控制的设备。
  2. 继电器输出:通过继电器通断的开关信号来输出进行温度控制。这种方式常用于直接控制小于5A的负载,或是直接控制接触器和中间继电器,通过接触器来对外控制大功率的负载。
  1. 固态继电器驱动电压输出:通过输出电压信号来驱动固态继电器输出。 固态继电器驱动电压输出。

此外,还有一些其他的输出方式,如可控硅移相触发控制输出、可控硅过零触发输出和连续电压或电流信号输出等。这些输出方式适用于不同的控制环境和设备需求。

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