溫控器基礎解析——深入淺出理解溫控系統

工業控制系統中的過程控制領域，除了機械控制外，還包括一種至關重要的系統——溫度控制。

溫度控制是過程控制中常見的物理量之一。溫控器（Thermostat），也稱作溫控開關、溫度保護器或控制器，分為多種類型，包括突跳式、液漲式、壓力式、電子式和數字式溫控器。在現代工業設備中，數字式溫控器是最常使用的。根據結構不同，溫控器可以分為一體式和模塊型。

二、感溫探頭（測溫體）詳解

感溫探頭負責將溫度信號轉換為電信號，并安裝在被控對象的檢測部位以監測其當前溫度。工業中常用的感溫探頭有熱電偶、熱電阻、熱敏電阻和非接觸式傳感器。其中，熱電偶、熱電阻和熱敏電阻為接觸式測溫體。

1. 熱電偶

基于塞貝克效應（熱電效應）的原理，兩種不同材質的金屬（通常為鉑銠或鎳鉻-鎳硅等材料配對）組成閉合回路，并施加不同的溫度，兩種金屬之間會產生電動勢。這種由兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”，產生的電動勢稱為“熱電動勢”。熱電偶具有測量范圍廣、響應快和耐振動的特點。

2. 熱電阻

利用金屬的電阻隨溫度升高而增大的特性來測量溫度。常用的熱電阻材料有鉑、銅、鎳，其中鉑電阻適用于對控制要求較高的環境。

3. 熱敏電阻

基于半導體的電阻隨溫度升高的特性來測量溫度。與熱電阻相比，熱敏電阻的電阻變化更大，測溫范圍較窄（-50~350℃）。NTC熱敏電阻為負溫度系數，而PTC熱敏電阻為正溫度系數。

三、控制方式剖析

溫度控制系統通過“感溫探頭測量溫度→溫控器比較并輸出偏差→控制加熱或冷卻操作”這一循環過程來實現。主要的控制方式有ON/OFF控制和PID控制。

1. ON/OFF控制

根據設定溫度，當實際溫度低于設定值時開啟（ON），高于設定值時關閉（OFF）。此方法適用于對控制要求不高的場合。

2. PID控制

PID控制結合了比例、積分和微分控制的優點，可以快速調節并自動修正偏差，是工業控制中常用的控制方式。

四、執行器的作用與類型

執行器是指各種繼電器、電磁鐵、電磁閥、電動閥、變頻器等電器設備。它們在電路中起通斷、控制、調節和保護作用，通過執行加熱或冷卻操作使溫度逐步趨于目標值，實現溫度控制。

(責任編輯：佚名)