什么是数字温度控制器？(a digital temperature controller?)

温度控制基本上是人们感兴趣的每一种化学反应的先决条件。温度会影响反应的速度，通常还会影响反应的完整性。人体包含一个生物温度控制系统，以维持较窄的体温范围。设计用于生产各种材料的工艺也需要温度控制。工程师可以在模拟和数字温度控制器之间进行选择。...

温度控制基本上是人们感兴趣的每一种化学反应的先决条件。温度会影响反应的速度，通常还会影响反应的完整性。人体包含一个生物温度控制系统，以维持较窄的体温范围。设计用于生产各种材料的工艺也需要温度控制。工程师可以在模拟和数字温度控制器之间进行选择。

一些模拟家用恒温器由铜带螺旋组成。当钢带受热膨胀时，螺旋线膨胀，移动机械杠杆。炉子或空调会做出相应的反应。模拟控制器只对当前环境做出反应。

数字温度控制器中的微处理器接收来自环境的数字输入，并对其进行操作，以实现更大程度的控制。如果系统快速升温，模拟系统仅在控制器达到其所需温度（称为设定点（SP））时才会做出反应。热源可能被关闭，但系统将超出SP，因为它正在吸收系统周围温暖辐射表面的能量。数字温度控制器计算温度上升的速率，并在达到SP之前触发设备响应。控制器使用过去的数据来预测和改变未来的结果。。

数字温度控制器可能采用许多算法或计算方案。其中最常见的是比例-积分-微分或PID控制器。它使用三个单独的计算来保持恒定的温度。

误差（e）是实际温度（T）和设定点温度（SP）之间的差值。比例计算会根据E的大小将输入流更改为过程。E为2需要输入两倍于E为1的能量。

比例控制可防止系统超调SP，但响应可能缓慢。积分法预计未来的数据趋势将持续下去。在上面的例子中，如果T增加E 2，然后E 4，系统可能会预期下一个E将是8，因此，它可能不会将响应加倍，而是将响应加倍，并且不会等待下一次测量。

比例积分（PI）控制器可能在SP周围振荡，在太热和太冷之间反弹。微分控制方法将抑制振荡。计算中使用了E的变化率。

PID控制器使用三次计算的加权平均值来确定在任何时刻应采取的措施。这种数字温度控制器是最常见、最有效的，因为它使用当前、历史和预期数据。其他控制方案需要有关系统性质的信息。这些知识提高了控制器预测系统未来响应的能力。

发表于 2022-01-30 02:08
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分类：科学

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