- I termoregolatori sono dispositivi elettronici
utilizzati per il controllo della temperatura.
Ogni termoregolatore permette all'utilizzatore di
impostare il valore di temperatura desiderato
(SET POINT) e agisce in modo tale da mantenere
costante quel valore. Il controllo è ottenuto
comandando l'azionamento degli elementi
riscaldanti o raffreddanti e misurando, tramite
un sensore, la temperatura ottenuta.
- La regolazione sfrutta il principio della
retroazione: il valore di temperatura rilevato
dal sensore viene confrontato con il valore
scelto dall'utilizzatore; sulla base del
risultato di questo confronto il termoregolatore
inserisce o disinserisce gli elementi che
generano o assorbono il calore, rilevando, sempre
tramite il sensore, gli effetti di questa sua
azione. Il processo descritto avviene con
continuità. La qualità di un termoregolatore
consiste principalmente nella sua capacità di
mantenere costante la temperatuta impostata.
- A questo scopo, il dispositivo può utilizzare
diversi algoritmi di regolazione, adatti a
diverse condizioni applicative.
-
I termoregolatori,quindi, per
funzionare hanno bisogno di due elementi
fondamentali: l'apparato raffreddatore o
riscaldatore e la sonda di rilevazione.
Il primo viene utilizzato per riscaldare o raffreddare
l'impianto e può essere:
- Un riscaldatore (resistenza), utilizzata per
riscaldare liquidi o solidi
- Una valvola modulare per la regolazione del
caldo/freddo per regolare la temperatura di un
ambiente (tipo surgelatori, celle frigorifere,
ambienti particolari, ecc.)
Il secondo (la sonda di rilevazione) serve allo
strumento per verificare la temperatura effettiva
dell'impianto e mantenerla secondo la temperatura
impostata.
I termoregolatori possono avere diversi tipi di
funzionamento:
- Azione "I" (integrale): azione che,
effettuando una correzione proporzionale al
valore integrato della deviazione stessa,
permette l'eliminazione o la sostanziale
riduzione della deviazione dal valore
preimpostato (OFF-SET). Quando l'azione integrale
non viene eseguita automaticamente dal
termoregolatore viene definita "RESET",
e richiede la regolazione manuale della
deviazione di temperatura madiante un
potenziometro.
- Azione ON-OFF: regolazione con elevata
insensibilità a fluttuazioni di alimentazione o
di carico. Il sistema si intende in condizione ON
per temperature al di sotto del valore
prefissato, mentre in OFF quando viene superato
il valore di temperatura prefissato, quindi
effettua una regolazione relativamente lenta e
non molto precisa.
- Azione "P" (proporzionale): tipo di
azione che viene adottato qualora si vogliano
eliminare le pendolazioni caratteristiche della
regolazione ON-OFF. Con questa azione la
variabile del sistema viene controllata in modo
proporzionale allo scostamento che la variabile
stessa ha rispetto al valore prefissato. L'azione
"P" offre una buona velocità di
risposta e una buona stabiltà della temperatura.
- Azione "PD" (proporzionale-derivata):
azione che, al verificarsi di una rapida
variazione di temperatura effettua un rapido
ritorno al valore prefissato. L'azione derivata
"D" permette infatti la correzione
rapida di deviazioni causate da disturbi esterni
mediante la derivata della deviazione stessa.
- Azione "PID"
(proporzionale-itegrata-derivata): questa azione
svolge la funzione di controllo della temperatura
predisposta mediante l'impiego contemporaneo
delle azioni P, I e D. L'azione P permette la
regolazione di precisione eliminando le
pendolazioni della temperatura, l'azione I è
usata per la correzione automatica della
deviazione dal valore preimpostato (OFF-SET) ed
infine l'azione D ha lo scopo di correggere
velocemente la variabile di funzionamento in caso
di deviazioni dal valore predisposto a causa di
disturbi esterni.
I SENSORI
I sensori più
utilizzati con i termoregolatori sono le termoresistenze
PT100 e le termocoppie J,K e S.
Una termoresistenza
PT100 è costituita da un bulbo di vetro contenente un
filo di platino che presenta una resistenza di 100 ohm a
0°C. Al variare della temperatura il valore di
resistenza varia in modo lineare, secondo un coefficiente
positivo. Le termoresistenze vengono utilizzate per
rilevamenti in una gamma di temperatura compresa tra -200
e +850 °C e richiedono una compensazione agli errori
dovuti alla resistenza dei fili di collegamento. La
compensazione è relaizzata tramite un terzo filo.
Una termocoppia è
costituita da due barrette di metalli diversi, saldate
tra loro a un'etremità; a causa di un preciso principio
fisico, tra le due estremità libere delle barrette è
possibile rilevare una piccola tensione elettrica,
dipendente dalla temperatura del giunto. Le termocoppie
offrono una precisione inferiore rispetto alle
termoresistenze PT100 ma sono più robuste ed economiche;
inoltre i vari tipi di termocoppie permettono di
coprireuna gamma di temperature compresa tra -150 e
+1600°C. In particolare, il tipo J (ferro-costantana)
può essere utilizzato fino a 600°C; il tipo K
(cromel-alumel) fino a 1150°C; il tipo S (platino-lega
di platino e rodio) fino a 1600°C. Esistono in commercio
anche altri tipi di termocopèpie con diverse
caratteristiche di linearità e diverse gamme di
temperatura, contraddistinte dalle sigle E, T, R e B.
NOTE
PERSONALI
-Utilizzo
principalmente gli OMRON per applicazioni in genere e non
ho mai riscontrato problemi e secondo me sono semplici da
programmare.
-I GEFRAN e ASCON sono
molto buoni ma hanno un costo più elevato e la
programmazione è un pò più complicata (anche perchè
hanno più funzioni) ma sono molto affidabili soprattutto
se si desidera un'elevata precisione.
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