什么是温度调节器和应用
来源：深圳市京都玉崎电子有限公司
发布时间：2025-09-11 17:51:49
恒温器是控制温度的设备。有些恒温器具有固定的目标值，而有些则可以使用刻度盘进行调节，但它们都必须直接安装在需要调节温度的环境中。
温度调节器比恒温器提供更*的温度控制，是一种利用温度传感器信息的电子设备，也称为数字调节器。温度调节器具有在控制装置中设定目标温度的功能，是一种通过在目标环境中安装温度传感器来调节温度的系统。
温度控制方法包括P动作（比例作用）、I动作（积分作用）、D动作（微分作用）、PID控制和二自由度PID控制。
温度调节器的使用
温控器的应用范围广泛，从普通家庭到工业场所，无所不包。大多数家庭使用机械式温控器，例如烤面包机和被炉等价格相对低廉的家用电器。电子式温控器则用于空调和暖风机等需要控制的场合。
在工业应用中，它们不仅用于空调，还用于控制制造设施内部的温度、制造过程中使用的水和化学品的温度等。更大的应用包括调节垃圾焚烧厂的燃烧温度和烧制陶瓷的窑炉的温度。
温度调节器原理
温控器（机械式温度调节器）内部包含一个双金属片和电触点。双金属片利用金属随温度变化而膨胀的特性。两种膨胀系数不同的金属粘合在一起，当温度变化时，双金属片变形，从而控制电触点的接通和断开。
电子温控器是控制系统的组成部分，它结合了检测被控对象温度的温度传感器和向加热器发出指令以控制温度的操作单元。将温度传感器的输出与温控器中设定的温度进行比较，并向控制单元输出指令以消除两者之间的差异。
温度传感器包括热电偶、铂电阻和热敏电阻。它们都会根据被控对象的温度，向温度调节器输出电压或电阻等物理量。温度调节器通常内置反馈控制系统。为了在被控对象的温度发生变化时，尽快达到设定温度并尽可能地抑制温度变化，反馈控制是必不可少的。
关于温度调节器的其他信息
温度调节器控制方式
1. 开/关操作
当控制对象的温度低于目标值时，此控制开启加热器；当控制对象的温度高于目标值时，此控制关闭加热器。通过在目标值上下反复波动来控制温度。由于加热器仅在0%和*两个值下运行，因此这也称为双位置操作。
2. P动作（比例动作）
这是一种根据测量值与目标值之间的差异，按比例控制输出，以缩小两者差异的方法。换言之，当测量值与目标值较大时，进行较大的控制；当两者差异较小时，进行较小的输出。与ON/OFF动作相比，这可以实现更平滑的控制。
3. I动作（积分动作）
P动作的输出大小仅取决于测量值与目标值的差值，而I动作则根据差值的大小和经过的时间来输出。即使测量值与目标值的差值较小，如果该状态持续较长时间，也会以较大的输出进行控制，从而实现更快速的控制。
4.D动作（微分动作）
D动作是在因外部干扰等引起温度急剧变化时使用大输出的控制。因为控制量是根据变化量来决定的，所以也称为微分动作。
5. PID 控制 PID
控制是一种结合了上述 P、I 和 D 动作的控制方法。它可以平滑、快速地控制温度，并且能够快速响应干扰。
6.二自由度PID控制
二自由度PID控制是弥补PID控制缺点的一种控制方法。PID控制的缺点是，如果重视对干扰的响应，则目标值会产生振荡，反之，如果重视目标值，则控制对干扰的响应会延迟。
二自由度PID控制能够很好地响应干扰并保持目标值。
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