Termostat

figura 1

Un termostat este o componentă constând dintr-un comutator a cărui acțiune de pornire -oprire (închis-deschis) este controlată de o variație de temperatură a unui element sensibil care face parte din componenta însăși. Primul termostat a fost produs de chimistul scoțian Andrew Ure în 1830 . Un termostat este un sistem capabil să producă sau să absoarbă căldură fără a-și modifica temperatura.

Descriere

După cum se poate vedea în Figura 1, când temperatura crește, la punctul "B" termostatul trece în poziția oprit . Când temperatura scade, în punctul C trece în poziția pornit și pornește din nou ciclul.

Linia centrală de temperatură este temperatura de referință , iar diferențialul d este diferența dintre temperatura care determină starea oprită și cea care determină starea pornită . Timpul care trece la comutarea pornire - oprire trebuie să fie compatibil cu echipamentul sau fluidele controlate: timpi de intervenție prea scurți ar putea deteriora echipamentul electric controlat (și ar putea genera perturbații în rețeaua electrică care nu sunt conforme cu reglementările CE privind pâlpâirea ) și nu sunt, prin urmare, fezabile cu acest tip de reglementare. Prin urmare, termostatul este potrivit pentru reglarea temperaturii mediilor în care variază lent în timp (medii civile, frigidere ...).

Funcţie

Funcția termostatului poate fi aceea de:

Reglați un flux , adică acționați asupra unei componente fizice pentru a-i modifica managementul.
Comutator electric , pentru controlul unui dispozitiv electric, care la rândul său va controla într-un mod mai mult sau mai puțin variat organele care afectează temperatura scanată.

Termostate mecanice

În termostatele mecanice elementul sensibil este o folie sau un fluid în care variația termică implică o deformare și, prin urmare, este același element sensibil care determină starea comutatorului.

Figura 2

Cu dilatarea fluidului

Figura 2 prezintă un termostat mecanic de expansiune a fluidului. Elementul sensibil mută burduful care acționează printr-o pârghie de pe comutator. Senzorul este scufundat în fluidul a cărui temperatură este detectată.

Figura 3

Figura 3 ilustrează cazul în care becul care conține elementul sensibil este dispus departe de întrerupător și conectat la acesta prin intermediul unui capilar (un tub de conectare cu un diametru foarte subțire).

Cu folie bimetalică

Elementul sensibil poate fi, de asemenea, o folie bimetalică, care este constituită din două folii din materiale diferite unite între ele. Deoarece cele două materiale au coeficienți de expansiune diferiți, o variație de temperatură implică o îndoire a foliei, care poate acționa astfel direct ca un comutator (a se vedea figura 4).

Figura 4

Ceară

Figura 5

La motoarele cu răcire cu „apă”, un termostat gestionează debitul lichidului de răcire pe măsură ce temperatura motorului crește sau scade. În acest caz, elementul sensibil este o ceară, iar temperatura de deschidere a termostatului poate varia între 70 și 95 ° C (figura 5).

Termostate electronice

În aceste tipuri de termostate, elementul sensibil este de obicei un rezistor a cărui rezistență este variabilă cu temperatura (de exemplu un termistor NTC) sau un dispozitiv semiconductor (de exemplu IC LM35), care, introdus într-un circuit electronic, controlează starea de pornire-oprire a unui releu sau a altui dispozitiv în stare solidă. Aceste tipuri de termostate aduc toate avantajele electronice la reglarea ON-OFF a unui aparat. De exemplu, termostatele de cameră permit stocarea perioadelor de încălzire, atât zilnic, cât și săptămânal, și a valorii de referință relative. De asemenea, pot controla atât un cazan, cât și un aparat de aer condiționat.

Reglarea temperaturii poate fi efectuată într-un mod chiar mai rafinat decât simpla comutare ON-OFF, adică într-un mod liniar, ca în cazul oscilatoarelor termocompensate ( TCXO ), stabilizate la o temperatură constantă printr-un circuit liniar constând dintr-un amplificator acționat de un senzor termic care trimite curentul adecvat către un rezistor, pentru a menține temperatura celulei care conține oscilatorul de cuarț în echilibru. Folosind un circuit digital, este posibil să se creeze o curbă optimă pentru atingerea punctului termic predeterminat; printr-un convertor A / D și un firmware format dintr-un tabel cu codurile hexazecimale necesare pentru conducerea unui convertor D / A , este posibil să forțați amplificatorul să furnizeze diferite cantități de curent către rezistorul de încălzire, în funcție de cât de departe este este valoarea presetată a temperaturii.