デジタル温度調節計とは？

温度制御は、本質的に人々が興味を持っているすべての化学反応の前提条件です。 温度は、反応の速度に影響し、多くの場合、反応の完全性に影響します。 人体には、体温の狭い範囲を維持するための生物学的温度制御システムが組み込まれています。 さまざまな材料を生産するように設計されたプロセスには、温度制御も必要です。 エンジニアは、アナログ温度コントローラーとデジタル温度コントローラーを選択できます。

一部のアナログホームサーモスタットは、銅ストリップスパイラルで構成されています。 ストリップが熱で膨張すると、スパイラルが膨張し、機械式レバーが動きます。 それに応じて、炉またはエアコンが反応します。 アナログコントローラーは現在の環境にのみ反応します。

デジタル温度コントローラーのマイクロプロセッサーは、環境から数値入力を受け取り、それを操作して、より高度な制御を可能にします。 システムが急速に熱くなると、アナログシステムは、コントローラーが設定値（SP）と呼ばれる希望の温度に達したときにのみ反応します。 熱源をオフにすることもできますが、システムを取り巻く暖かい放射面からエネルギーを吸収しているため、システムはSPをオーバーシュートします。 デジタル温度コントローラーは、温度が上昇する速度を計算し、SPに達する前にアプライアンスを応答させます。 コントローラーは過去のデータを使用して、将来の結果を予測および変更しました。

デジタル温度コントローラーで使用できるアルゴリズムまたは計算スキームは多数あります。 最も一般的なものの1つは、比例-積分-微分またはPIDコントローラーです。 3つの個別の計算を使用して、一定の温度を維持します。

誤差（e）は、実際の温度（T）と設定温度（SP）の差です。 比例計算は、Eの大きさに基づいて入力ストリームをプロセスに変更します。Eが2の場合、Eの1倍のエネルギーの入力が必要になります

比例制御により、システムがSPをオーバーシュートしないようにしますが、応答が遅くなる場合があります。 積分法は、将来のデータの傾向に耐えることを予測しています。 上記の例では、Tが2のEで増加し、次に4のEで増加すると、システムは次のEが8になると予測するため、応答を2倍にする代わりに、応答を3倍にして次の測定。

比例および積分（PI）コントローラーは、SPを中心に振動し、温かすぎると冷えすぎる間で跳ね返ることがあります。 微分制御法は、振動を減衰させます。 Eの変化率が計算に使用されます。

PIDコントローラーは、3つの計算の加重平均を使用して、いつ実行する必要があるアクションを決定します。 このデジタル温度コントローラーは、現在のデータ、履歴データ、予測データを使用するため、最も一般的で効果的なものです。 他の制御方式では、システムの性質に関する情報が必要です。 このような知識は、システムの将来の応答を予測するコントローラーの能力を高めます。