Qu'est-ce qu'un contrôleur de température numérique?
Le contrôle de la température est une condition préalable pour essentiellement toutes les réactions chimiques dans lesquelles les gens sont intéressés.La température affecte la vitesse de réaction et souvent l'exhaustivité de la réaction.Le corps humain intègre un système de contrôle de la température biologique pour maintenir une plage étroite de température corporelle.Les processus conçus pour produire divers matériaux nécessitent également un contrôle de la température.L'ingénieur a le choix entre un contrôleur de température analogique et numérique.
Certains thermostats domestiques analogiques se composent d'une spirale de bande de cuivre.Au fur et à mesure que la bande se développe avec la chaleur, la spirale se dilate, déplaçant un levier mécanique.Le four ou le climatiseur répond en conséquence.Les contrôleurs analogiques ne réagissent qu'à l'environnement actuel.
Le microprocesseur dans un contrôleur de température numérique reçoit une entrée numérique de l'environnement et la manipule pour permettre un plus grand degré de contrôle.Si un système se réchauffe rapidement, le système analogique ne réagira que lorsque le contrôleur atteint la température souhaitée, appelée point de consigne (SP).La source de chaleur peut être désactivée, mais le système dépassera le SP car il absorbe l'énergie des surfaces rayonnantes chaudes entourant le système.Un contrôleur de température numérique calcule la vitesse à laquelle la température augmente et déclenche l'appareil pour répondre avant que le SP ne soit atteint.Le contrôleur a utilisé des données passées pour prédire et modifier les résultats futurs.
Il existe de nombreux algorithmes ou schémas de calcul qu'un contrôleur de température numérique pourrait utiliser.L'un des plus courants est le contrôleur proportionnel-intégré-dérivé ou PID.Il utilise trois calculs distincts pour maintenir une température constante.
L'erreur (E) est la différence entre la température réelle (T) et la température du point de consigne (SP).Le calcul proportionnel modifie un flux d'entrée vers un processus basé sur l'ampleur de E. Un e de 2 nécessiterait une entrée d'énergie deux fois celle d'un e de 1.
Le contrôle proportionnel empêche le système de surmonter le SP, mais leLa réponse peut être lente.La méthode intégrale prévoit que les tendances de données futures perdureront.Dans l'exemple ci-dessus, si t augmente par un e de 2 puis un e de 4, le système pourrait anticiper que le prochain E sera 8, donc au lieu de doubler la réponse, il pourrait tripler la réponse et ne pas attendre le prochainMesure.
Un contrôleur proportionnel et intégral (PI) peut osciller autour du SP, rebondissant entre trop chaud et trop frais.Une méthode de contrôle dérivée amortira l'oscillation.Le taux de variation de E est utilisé dans le calcul.
Le contrôleur PID utilise une moyenne pondérée des trois calculs pour déterminer quelles mesures doivent être prises à tout moment.Ce contrôleur de température numérique est le plus courant et le plus efficace, car il utilise des données actuelles, historiques et prévues.D'autres schémas de contrôle nécessitent des informations sur la nature du système.Ces connaissances renforcent la capacité du contrôleur à anticiper la réponse future du système.