Знайомство з термостатами та їх типами

Що таке термостат?

Термостат – це серія компонентів автоматичного керування, які фізично деформуються всередині вимикача відповідно до змін температури в робочому середовищі, тим самим створюючи певні особливі ефекти та викликаючи дії провідності або відключення. Його також називають термореле, термозахисник, регулятор температури або скорочено термостат. Термостат може використовуватися для контролю та регулювання температури. Коли температура досягає встановленого значення, живлення автоматично вмикається або вимикається для досягнення цілей нагрівання або охолодження.

 

 

Принцип роботи термостата

Зазвичай це полягає у вимірюванні та контролі температури навколишнього середовища за допомогою датчика температури. Коли температура навколишнього середовища вища або нижча за встановлене контрольоване значення, схема керування запускається та виводить відповідний керуючий сигнал для регулювання та контролю температури. Деякі термостати також мають функцію сигналізації перевищення. Коли температура перевищує встановлене значення сигналізації, лунає звуковий або світловий сигнал сигналізації, щоб нагадати користувачеві про необхідність своєчасного втручання.

Термостати мають широкий спектр застосування та можуть використовуватися в різному обладнанні, що потребує нагрівання або охолодження, такому як електричні духовки, холодильники, кондиціонери тощо. Водночас термостати також можуть використовуватися в різних галузях промисловості, таких як хімічна промисловість, фармацевтика, харчова промисловість тощо, для досягнення точного контролю температури під час виробничого процесу.

Під час вибору та використання термостата необхідно враховувати такі фактори, як характеристики об'єкта керування, середовище використання, вимоги до точності тощо, та робити вибір та налаштування відповідно до фактичної ситуації. Водночас, під час використання також необхідно звертати увагу на технічне обслуговування та ремонт, а також регулярно перевіряти точність та чутливість датчика, щоб забезпечити нормальну роботу термостата.

 

Класифікація термостатів

Термостати можна класифікувати за їхніми функціями, в основному включаючи такі категорії:

 

 

Механічний термостат

Механічний термостат використовує механічну структуру для вимірювання та регулювання температури. Зазвичай він використовується в економічних та простих побутових приладах, таких як опалення, кондиціонування повітря та кондиціонери. Його також можна використовувати разом з іншими системами для формування складних систем автоматичного керування. Його перевагами є низька вартість та простота використання. Його недоліками є низька точність, обмежений діапазон регулювання та незручність в експлуатації.

 

 

Електронний термостат

Електронний термостат використовує електронні компоненти для вимірювання та регулювання температури. Він має високу точність, чутливість, потужні функції та легкість в експлуатації. Він в основному використовується у високоякісних промислових, комерційних та побутових приладах. Поширені методи регулювання включають ПІД-алгоритм, ШІМ-широтно-імпульсну модуляцію, пропорційне регулювання нульової точки ZPH та нечітке керування тощо, що дозволяє досягти високоточного контролю температури, а також економії та зниження споживання енергії. Цифровий термостат та ПІД-регулятор температури базуються на електронному термостаті.

 

 

Цифровий термостат

Цифровий термостат — це пристрій контролю температури, що поєднує цифровий дисплей та цифровий контролер, який може відображати поточне та встановлене значення температури, а також налаштовувати його вручну за допомогою кнопок та іншими способами. Він має високу точність, надійність та просте керування. Його вбудована схема подібна до електронного термостата. Він підходить для випадків, коли потрібне часте регулювання температури, наприклад, у лабораторіях, на електронному обладнанні тощо.

ПІД-регулятор температури

 

У процесі керування ПІД-контролер (також званий ПІД-регулятором), який керує відповідно до пропорції (P), інтеграла (I) та диференціала (D) відхилення, є найширше використовуваним автоматичним контролером. ПІД-контролер використовує пропорцію, інтеграл та диференціал для розрахунку величини керування на основі системної похибки керування. Коли структуру та параметри об'єкта керування неможливо повністю зрозуміти, або неможливо отримати точну математичну модель, або інші методи теорії керування важко застосувати, структуру та параметри системного контролера необхідно визначати досвідом та налагодженням на місці. Наразі застосування технології ПІД-керування є найзручнішим. Використання алгоритму ПІД-керування для керування температурою має високу точність та стабільність керування. Він часто використовується у фармацевтичній промисловості, харчовій промисловості, науках про життя та інших випадках, що потребують високої точності. Протягом тривалого часу ПІД-контролери використовувалися великою кількістю науковців, технічних працівників та польових операторів, і за це накопичено значний досвід.

 

Крім того, залежно від різних сценаріїв використання, термостати мають інші методи класифікації, такі як тип за кімнатною температурою, тип за температурою підлоги та тип з двома температурами, відповідно до методу виявлення; залежно від зовнішнього вигляду вони поділяються на звичайний тип з циферблатом, звичайний тип з кнопками, розширений тип з інтелектуальним програмуванням РК-дисплеєм тощо. Різні типи термостатів мають різні характеристики та сценарії застосування, і користувачі можуть вибирати відповідно до фактичних потреб.