Il termostato è un'unità semplice, che si trova nei sistemi di raffreddamento delle automobili, in diversi apparecchi domestici o di climatizzazione e nei sistemi di automazione industriale.
Informazioni su
Cos'è un termostato
Un termostato è un dispositivo meccanico discreto che cambia il suo stato, o quello dei suoi contatti elettrici, quando una temperatura impostata è stata raggiunta.
Questi contatti possono essere utilizzati in circuiti di relè, per esempio, per avviare o fermare varie macchine o per trasmettere informazioni sul raggiungimento di una temperatura a un sistema di controllo della temperatura. La parola stessa deriva da due parole greche: "θερµο-" che significa calore e "στατός" che significa in piedi, fermo.
In contrasto con i sensori di temperatura analogici come termocoppia o termometro a resistenzaun termostato non mostrerà il vero valore della temperatura in un certo momento. Il suo unico compito è quello di "innescare", cioè cambiare il suo stato, quando la temperatura è impostata su un valore predeterminato. A seconda del tipo di termostato, viene quindi eseguita l'azione di controllo richiesta.
I termostati sono utilizzati in dispositivi o sistemi che riscaldano o raffreddano a una temperatura impostata. Per esempio, nei frigoriferi, negli apparecchi di riscaldamento, nei sistemi di raffreddamento dei motori delle automobili, nei forni industriali, ecc.
In cosa consiste e come funziona un termostato
Il design e la funzione del termostato dipendono dal tipo di sensore utilizzato. Il design e il funzionamento del termostato dipendono dal tipo di sensore utilizzato e potrebbe essere una piastra bimetallica o una capsula metallica con tubi capillari riempiti di liquido o gas.
Una piastra bimetallica è costituita da due strisce metalliche eterogenee con diversi coefficienti di espansione termica che vengono saldate insieme. Durante il riscaldamento, una delle piastre metalliche si espande di più, il che la fa piegare o raddrizzare quando raggiunge la temperatura impostata.
Muovendosi meccanicamente in questo modo, la piastra bimetallica può creare o rompere contatti elettrici o aprire una valvola di raffreddamento, per esempio.
Un altro termostato comune è il termostato capillare. Il suo funzionamento si basa sulla prima legge della termodinamica, secondo la quale, al variare della temperatura di un sistema termodinamico, questo deve compiere lavoro meccanico fino a raggiungere uno stato di equilibrio.
Il termostato capillare è composto dai seguenti elementi:
- Una capsula metallica contenente il fluido di lavoro (ad esempio, glicole);
- Un tubo capillare che collega il sensore all'unità di controllo del termostato;
- Un'unità di controllo o un relè elettromeccanico che imposta il setpoint della temperatura.
Quando la capsula metallica si riscalda, il volume del suo contenuto cambia, che preme la membrana del relè attraverso un tubo capillare, e quando la temperatura impostata viene raggiunta, i contatti si chiudono o si aprono.
L'impostazione della temperatura è fatta meccanicamente girando una vite del termostato, o è impostata in fabbrica su una temperatura specifica.
Scopo del termostato
Come detto sopra, il compito principale di un termostato è quello di controllare la temperatura. Il campo di applicazione dei termostati è molto ampio: dal ferro da stiro nella più piccola casa ai grandi forni negli impianti industriali. Sono utilizzati in vari elettrodomestici, sistemi di riscaldamento, sistemi di aria condizionata ed elettrodomestici.
Il termostato rende il loro uso sicuro e allo stesso tempo confortevole, poiché la temperatura viene regolata automaticamente.
I termostati possono essere incorporati o utilizzati in aggiunta, per esempio nei rubinetti dell'acqua, per regolare le caldaie a gas o per riscaldare riscaldamento a pavimento.
Il termostato del veicolo è un componente obbligatorio per il sistema di raffreddamento del motore. Aiuta a mantenere la temperatura corretta e previene il surriscaldamento.
Tipi e varianti
I termostati possono essere divisi in base alla loro gamma di temperatura di funzionamento:
- Dispositivi che operano ad alte temperature da +300 a 1200 °C.
- Termostati a medio raggio: da -60 a 500 °C.
- Con la gamma di temperatura più bassa (criostati): Sotto i -60 °C. Lavorano insieme ad altre fonti di freddo.
I termostati sono anche classificati secondo la loro stabilità e precisione di azionamento. Sono caratterizzati dalla deviazione dalla temperatura impostata:
- 5 - 10 °C è il peggior indicatore di un termostato.
- 1 - 2 °C è buono per un termostato ad aria, ma mediocre per un termostato a liquido.
- 0,1 °C è buono per un termostato ad aria e medio per un termostato a liquido.
- 0,01 °C - non raggiungibile per il termostato ad aria, buono per il termostato a liquido di concezione speciale.
- 0,001 °C - ottenibile solo con termostati a liquido.
Come testare un termostato
Il seguente metodo può essere usato per testare il termostato: il caratteristico suono di click dovrebbe essere udibile quando la temperatura ambiente viene cambiata - i contatti si chiudono e si aprono.
Se il termostato è rimovibile, puoi provare a scaldare il sensore e controllare se è scattato.
Se, per esempio, si considera il termostato del forno, dopo aver impostato una certa temperatura, si può osservare la fiamma del bruciatore dopo il riscaldamento: se si è ridotta e rimane allo stesso livello, tutto va bene. La precisione del risultato ottenuto può essere ottenuta utilizzando un termometro.
Il corretto funzionamento della regolazione del termostato può essere controllato con un termometro o multimetro con una termocoppia. Questo è adatto, per esempio, per una lavatrice. Un tester collegato ai contatti del termostato sarà anche d'aiuto.
Quali possono essere i difetti del termostato
Il principale difetto di questo apparecchio di tutti i tipi è che i contatti sono permanentemente chiusi o aperti indipendentemente dalla regolazione della temperatura. Un altro problema è l'alto tasso di fallimento, cioè le differenze di temperatura tra i valori impostati e i valori di riferimento.
Termometro e termostato - la differenza
I termostati sono un termine molto più tecnico. I termostati ne fanno parte.
I termostati moderni hanno ingressi analogici da sensori, con la possibilità di visualizzare la temperatura misurata sul display e uscite analogiche e binarie per il controllo del processo. Possono anche registrare i valori misurati nella memoria e visualizzare una rappresentazione grafica del processo di regolazione.
Il compito di un termostato è molto più semplice: commutare i contatti a un valore di temperatura impostato.
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