Un termostato è un semplice dispositivo che può essere trovato nel sistema di raffreddamento di un'auto, in vari elettrodomestici o elettrodomestici, nonché nei sistemi di automazione nella produzione industriale.
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Cos'è un termostato
Un termostato è un dispositivo meccanico discreto che, al raggiungimento di un setpoint di temperatura predeterminato, cambia il suo stato o lo stato dei suoi contatti elettrici.
Questi contatti, ad esempio, possono essere utilizzati nei circuiti dei relè, avviando o arrestando varie unità o trasmettendo informazioni sul raggiungimento della temperatura al sistema di automazione APCS. La parola stessa deriva da due parole greche: "θερµο-", che significa calore e "στατός" - in piedi, immobile.
A differenza dei sensori di temperatura analogici come termocoppia o termometro a resistenza, il termostato non mostrerà il vero valore della temperatura in un determinato momento. Il suo compito è solo quello di "lavorare" a un valore di temperatura preimpostato, ovvero cambiarne lo stato. Successivamente, a seconda del tipo di termostato, vengono eseguite le azioni necessarie alla regolazione.
I termostati sono utilizzati in dispositivi o sistemi che riscaldano o raffreddano qualcosa a una determinata temperatura. Ad esempio, in frigoriferi, apparecchi di riscaldamento, sistemi di raffreddamento di motori automobilistici, forni industriali, ecc.
In cosa consiste un termostato e qual è il suo principio di funzionamento
Il design del termostato e il suo principio di funzionamento dipendono dal tipo di elemento sensibile utilizzato. Possono essere piastre bimetalliche o capsule metalliche con tubi capillari riempiti di liquido o gas.
Una piastra bimetallica è costituita da due strisce metalliche dissimili con diversi coefficienti di dilatazione termica, che sono saldate insieme. Durante il riscaldamento, una delle piastre metalliche si dilata maggiormente, il che porta, al raggiungimento della temperatura impostata, alla sua piegatura o raddrizzatura.
Muovendosi meccanicamente in questo modo, la piastra bimetallica può chiudere o aprire contatti elettrici o, ad esempio, aprire una valvola del liquido di raffreddamento.
Un altro tipo comune di termostato è capillare.Il suo lavoro si basa sulla prima legge della termodinamica, secondo la quale, quando la temperatura in un sistema termodinamico cambia, deve svolgere un lavoro meccanico fino a raggiungere uno stato di equilibrio.
Il termostato capillare comprende i seguenti elementi:
- una capsula metallica contenente un fluido di lavoro (ad esempio, glicole);
- un tubo capillare che collega il sensore all'unità di controllo del termostato;
- una centralina o un relè elettromeccanico, con il quale viene impostato il setpoint di temperatura.
Quando la capsula metallica viene riscaldata, cambia il volume del suo contenuto, che attraverso il tubo capillare preme sulla membrana del relè e quando viene raggiunta la temperatura specificata, i suoi contatti si chiudono o si aprono.
Per tutti i tipi di termostati, la temperatura viene impostata meccanicamente ruotando la vite di regolazione, oppure fissata rigidamente dal produttore ad una determinata temperatura.
Lo scopo del termostato
Come accennato in precedenza, il compito principale del termostato è controllare il regime di temperatura. L'ambito di utilizzo dei termostati è molto ampio: dal ferro da stiro in un piccolo appartamento agli enormi forni negli impianti industriali. Sono utilizzati in varie apparecchiature, impianti di riscaldamento, condizionatori ed elettrodomestici.
Il termostato rende il loro utilizzo sicuro e allo stesso tempo confortevole, poiché il controllo della temperatura avviene in automatico.
I termostati possono essere già integrati o utilizzati in aggiunta, ad esempio, nei miscelatori d'acqua, per regolare il funzionamento di caldaie a gas o riscaldamento Genere.
Il termostato dell'auto è un componente obbligatorio per il sistema di raffreddamento del motore.Aiuta a mantenere la temperatura richiesta senza surriscaldarsi.
Specie e tipi
I termostati possono essere suddivisi in base al range di temperatura di esercizio:
- Dispositivi operanti ad alte temperature da +300 a 1200 °C.
- Termostati di livello medio: da -60 a 500 °C.
- Con l'intervallo di temperatura più basso (criostati): meno di -60 °С. Lavorano insieme con ulteriori fonti di freddo.
Inoltre, i termostati sono classificati in base alla stabilità e alla precisione del funzionamento. Sono caratterizzati dallo scostamento dalla temperatura impostata:
- 5 - 10 ° C - il peggior indicatore del termostato.
- 1 - 2 ° С - per un termostato ad aria questo è un buon indicatore, ma per uno liquido è mediocre.
- 0,1°C - ottimo per aria, medio - per liquido.
- 0,01 °C - non realizzabile per un termostato dell'aria, buono per un termostato a liquido di un design speciale.
- 0,001 °C - questo indicatore può essere raggiunto solo nei termostati liquidi metrologici.
Come testare il termostato
Per testare il termostato, è possibile utilizzare il seguente metodo: quando si modifica l'impostazione della temperatura, si dovrebbero sentire dei clic caratteristici quando il valore della temperatura è uguale alla temperatura ambiente - i contatti si chiudono e si aprono.
Se il termostato è rimovibile, puoi provare a riscaldare il suo elemento sensibile e verificarne il funzionamento.
Se ad esempio consideriamo il termostato nel forno, allora impostando una certa temperatura, dopo il riscaldamento, si può osservare la fiamma del bruciatore: se è diminuita e rimane allo stesso livello, allora è tutto a posto.La precisione del risultato ottenuto può essere ottenuta utilizzando un termometro.
Il corretto funzionamento del setpoint del termostato può essere effettuato utilizzando un termometro o multimetro con termocoppia. Questo metodo è adatto, ad esempio, per una lavatrice. Aiuterà anche un tester che, collegandosi ai contatti del termostato, ne mostrerà la chiusura e l'apertura.
Quale potrebbe essere un problema con il termostato?
I principali problemi con questo dispositivo di tutte le varietà sono i contatti costantemente chiusi o aperti, indipendentemente dalla temperatura. Un altro dei malfunzionamenti è un grande errore, ovvero una discrepanza tra gli indicatori di temperatura forniti.
Termostato vs termostato: qual è la differenza?
I regolatori di temperatura sono un concetto più capiente. I termostati ne fanno parte.
I moderni termostati hanno ingressi analogici da sensori, con la possibilità di visualizzare la temperatura misurata sul display, e uscite analogiche e discrete per il controllo del processo. Hanno la capacità di registrare in memoria i parametri misurati e di visualizzare un grafico del processo di regolazione.
Il compito del termostato è molto più semplice: commutare i contatti al valore di temperatura impostato.
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