הצגת תרמוסטטים וסוגיהם

מהו תרמוסטט?

תרמוסטט מתייחס לסדרה של רכיבי בקרה אוטומטיים אשר מתעוותים פיזית בתוך המתג בהתאם לשינויי הטמפרטורה בסביבת העבודה, ובכך מייצרים אפקטים מיוחדים ופעולות הולכה או ניתוק. הוא נקרא גם מתג בקרת טמפרטורה, מגן טמפרטורה, בקר טמפרטורה או בקיצור תרמוסטט. ניתן להשתמש בתרמוסטט כדי לשלוט ולהתאים את הטמפרטורה. כאשר הטמפרטורה מגיעה לערך שנקבע, החשמל מופעל או כבוי אוטומטית כדי להשיג מטרות חימום או קירור.

 

 

עקרון הפעולה של תרמוסטט

בדרך כלל מדובר בדגימה ומעקב אחר טמפרטורת הסביבה באמצעות חיישן טמפרטורה. כאשר טמפרטורת הסביבה גבוהה או נמוכה מערך הבקרה שנקבע, מעגל הבקרה יופעל ויפליט את אות הבקרה המתאים כדי להשיג ויסות ובקרה של הטמפרטורה. לחלק מהתרמוסטטים יש גם פונקציית אזעקה מפני גבול יתר. כאשר הטמפרטורה עולה על ערך האזעקה שנקבע, ייפלט צליל אזעקה או אות אור כדי להזכיר למשתמש לטפל בכך בזמן.

לתרמוסטטים מגוון רחב של יישומים וניתן להשתמש בהם במגוון ציוד הדורש חימום או קירור, כגון תנורים חשמליים, מקררים, מזגנים וכו'. במקביל, ניתן להשתמש בתרמוסטטים גם בתחומים תעשייתיים שונים, כגון התעשייה הכימית, תרופות, עיבוד מזון וכו', כדי להשיג שליטה מדויקת בטמפרטורה במהלך תהליך הייצור.

בעת בחירת ושימוש בתרמוסטט, יש לקחת בחשבון גורמים כגון מאפייני האובייקט הנשלט, סביבת השימוש, דרישות הדיוק וכו', ולבצע בחירות והתאמות בהתאם למצב בפועל. במקביל, במהלך השימוש, יש לשים לב גם לתחזוקה ותיקון, ולבדוק באופן קבוע את הדיוק והרגישות של החיישן כדי להבטיח את פעולתו התקינה של התרמוסטט.

 

סיווג תרמוסטט

ניתן לסווג תרמוסטטים לפי תפקידיהם, בעיקר בקטגוריות הבאות:

 

 

תרמוסטט מכני

תרמוסטט מכני משתמש במבנה מכני כדי למדוד ולווסת טמפרטורה. הוא משמש בדרך כלל במכשירי חשמל ביתיים חסכוניים ופשוטים כגון חימום, מיזוג אוויר ומיזוג אוויר. ניתן להשתמש בו גם בשילוב עם מערכות אחרות ליצירת מערכות בקרה אוטומטיות מורכבות. יתרונותיו הם עלות נמוכה ופשוט שימוש. חסרונותיו הם דיוק נמוך, טווח כוונון מוגבל ותפעול לא נוח.

 

 

תרמוסטט אלקטרוני

תרמוסטט אלקטרוני משתמש ברכיבים אלקטרוניים למדידת טמפרטורה ובקרת כוונון. יש לו מאפיינים של דיוק גבוה, רגישות, פונקציות עוצמתיות ותפעול קל. הוא משמש בעיקר במכשירי חשמל תעשייתיים, מסחריים וביתיים יוקרתיים. שיטות כוונון נפוצות כוללות אלגוריתם PID, אפנון רוחב פולס PWM, כוונון פרופורציונלי נקודת אפס ZPH ובקרת פאזי וכו', שיכולים להשיג בקרת טמפרטורה מדויקת גבוהה, חיסכון באנרגיה והפחתת צריכה. תרמוסטט דיגיטלי ובקר טמפרטורה PID הם פונקציות שנרכשו על סמך תרמוסטט אלקטרוני.

 

 

תרמוסטט דיגיטלי

תרמוסטט דיגיטלי הוא מכשיר לבקרת טמפרטורה המשלב צג דיגיטלי ובקר דיגיטלי, שיכול להציג את ערך הטמפרטורה הנוכחי ואת ערך הטמפרטורה שנקבע, וניתן לכוונן אותו ידנית באמצעות כפתורים ושיטות אחרות. יש לו דיוק גבוה, אמינות טובה ותפעול פשוט. המעגל המובנה שלו דומה לתרמוסטט אלקטרוני. הוא מתאים לאירועים בהם נדרשת כוונון טמפרטורה תכוף, כגון מעבדות, ציוד אלקטרוני וכו'.

בקר טמפרטורת PID

 

בבקרת תהליכים, בקר PID (הנקרא גם ווסת PID) השולט לפי הפרופורציה (P), האינטגרל (I) וההפרש (D) של הסטייה הוא הבקר האוטומטי הנפוץ ביותר. בקר PID משתמש בפרופורציה, אינטגרל ודיפרנציאל כדי לחשב את כמות הבקרה על סמך שגיאת המערכת עבור הבקרה. כאשר לא ניתן להבין במלואו את המבנה והפרמטרים של האובייקט הנשלט, או שלא ניתן להשיג מודל מתמטי מדויק, או שקשה לאמץ טכניקות אחרות של תורת הבקרה, יש לקבוע את המבנה והפרמטרים של בקר המערכת על ידי ניסיון ותיקון שגיאות באתר. נכון לעכשיו, טכנולוגיית בקרת PID היישום היא הנוחה ביותר. שימוש באלגוריתם בקרת PID לבקרת טמפרטורה, בעל דיוק בקרה ויציבות גבוהים. הוא משמש לעתים קרובות בתרופות, עיבוד מזון, מדעי החיים ואירועים אחרים הדורשים דיוק גבוה יותר. במשך זמן רב, בקרי PID שימשו מספר רב של אנשי צוות מדעי וטכני ומפעילי שטח, וצברו ניסיון רב.

 

בנוסף, בהתאם לתרחישי שימוש שונים, לתרמוסטטים יש שיטות סיווג נוספות, כגון סוג טמפרטורת חדר, סוג טמפרטורת רצפה וסוג טמפרטורה כפולה בהתאם לשיטת הזיהוי; בהתאם למראה שונה, הם מחולקים לסוגי חוגה רגילים, סוגים של כפתורים רגילים, סוגים של תכנות חכם מתקדם עם צג LCD וכו'. לסוגים שונים של תרמוסטטים יש מאפיינים ותרחישי יישום שונים, והמשתמשים יכולים לבחור בהתאם לצרכים בפועל.