Um termostato é um dispositivo simples que pode ser encontrado no sistema de refrigeração de um carro, em vários aparelhos domésticos ou climáticos, bem como em sistemas de automação na produção industrial.
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O que é um termostato
Um termostato é um dispositivo mecânico discreto que, ao atingir um ponto de ajuste de temperatura predeterminado, muda seu estado ou o estado de seus contatos elétricos.
Esses contatos, por exemplo, podem ser utilizados em circuitos de relés, iniciando ou parando diversas unidades, ou transmitindo informações sobre o alcance da temperatura para o sistema de automação APCS. A palavra em si vem de duas palavras gregas: "θερµο-", que significa calor e "στατός" - em pé, imóvel.
Ao contrário dos sensores de temperatura analógicos, como par termoelétrico ou Termômetro de resistência, o termostato não mostrará o valor real da temperatura em um determinado momento. Sua tarefa é apenas “trabalhar” em um valor de temperatura pré-estabelecido, ou seja, mudar seu estado. Depois disso, dependendo do tipo de termostato, são realizadas as ações necessárias para a regulação.
Os termostatos são usados em dispositivos ou sistemas que aquecem ou resfriam algo a uma determinada temperatura. Por exemplo, em refrigeradores, aparelhos de aquecimento, sistemas de refrigeração de motores automotivos, fornos industriais, etc.
Em que consiste um termostato e qual é o seu princípio de funcionamento
O design do termostato e seu princípio de operação dependem do tipo de elemento sensor usado. Podem ser placas bimetálicas ou cápsulas metálicas com tubos capilares preenchidos com líquido ou gás.
Uma placa bimetálica são duas tiras de metal diferentes com diferentes coeficientes de expansão térmica, que são soldadas entre si. Durante o aquecimento, uma das placas metálicas se expande mais, o que leva, quando a temperatura definida é atingida, à sua flexão ou endireitamento.
Movendo-se mecanicamente desta forma, a placa bimetálica pode fechar ou abrir contatos elétricos ou, por exemplo, abrir uma válvula de refrigeração.
Outro tipo comum de termostato é o capilar.Seu trabalho é baseado na primeira lei da termodinâmica, segundo a qual, quando a temperatura em um sistema termodinâmico muda, ele deve realizar trabalho mecânico até atingir um estado de equilíbrio.
O termostato capilar inclui os seguintes elementos:
- uma cápsula de metal contendo um fluido de trabalho (por exemplo, glicol);
- um tubo capilar conectando o sensor à unidade de controle do termostato;
- uma unidade de controle ou um relé eletromecânico, com o qual o setpoint de temperatura é ajustado.
Quando a cápsula de metal é aquecida, o volume de seu conteúdo muda, que através do tubo capilar pressiona a membrana do relé e quando a temperatura especificada é atingida, seus contatos fecham ou abrem.
Para todos os tipos de termostatos, a temperatura é ajustada mecanicamente girando o parafuso de ajuste ou é ajustada rigidamente pelo fabricante a uma determinada temperatura.
O objetivo do termostato
Como mencionado acima, a principal tarefa do termostato é controlar o regime de temperatura. O escopo de uso dos termostatos é muito amplo: de um ferro em um pequeno apartamento a enormes fornos em instalações industriais. Eles são usados em vários equipamentos, sistemas de aquecimento, condicionadores de ar e eletrodomésticos.
O termostato torna seu uso seguro e ao mesmo tempo confortável, pois o controle de temperatura é realizado automaticamente.
Os termostatos podem ser já embutidos ou usados adicionalmente, por exemplo, em misturadores de água, para ajustar a operação de caldeiras a gás ou aquecimento Gênero sexual.
O termostato do carro é um componente obrigatório para o sistema de refrigeração do motor.Ajuda a manter a temperatura necessária sem superaquecimento.
Espécies e tipos
Os termostatos podem ser divididos de acordo com a faixa de temperatura de operação:
- Dispositivos que operam em altas temperaturas de +300 a 1200 °C.
- Termostatos de nível médio: -60 a 500 °C.
- Com a faixa de temperatura mais baixa (criostatos): inferior a -60 °С. Eles trabalham em conjunto com fontes adicionais de frio.
Além disso, os termostatos são classificados dependendo da estabilidade e precisão da operação. Eles são caracterizados pelo desvio da temperatura definida:
- 5 - 10 ° C - o pior indicador do termostato.
- 1 - 2 ° С - para um termostato de ar, este é um bom indicador, mas para um líquido é medíocre.
- 0,1 ° C - excelente para ar, médio - para líquido.
- 0,01 °C - não alcançável para um termostato de ar, bom para um termostato de líquido de design especial.
- 0,001 °C - este indicador só pode ser alcançado em termostatos líquidos metrológicos.
Como testar o termostato
Para testar o termostato, o seguinte método pode ser usado: quando a configuração de temperatura é alterada, cliques característicos devem ser ouvidos quando o valor da temperatura for igual à temperatura ambiente - os contatos fecham e abrem.
Se o termostato for removível, você poderá tentar aquecer seu elemento sensível e verificar o funcionamento.
Se, por exemplo, considerarmos o termostato no forno, ao definir uma certa temperatura, após o aquecimento, você poderá observar a chama do queimador: se ela diminuir e permanecer no mesmo nível, tudo estará em ordem.A precisão do resultado obtido pode ser alcançada usando um termômetro.
A operação correta do setpoint do termostato pode ser feita usando um termômetro ou multímetro com termopar. Este método é adequado, por exemplo, para uma máquina de lavar. Um testador também ajudará, que, conectando-se aos contatos do termostato, mostrará seu fechamento e abertura.
O que poderia ser um problema do termostato?
Os principais problemas com este dispositivo de todas as variedades são contatos constantemente fechados ou abertos, independentemente da temperatura. Outra das avarias é um grande erro, ou seja, uma discrepância entre os indicadores de temperatura fornecidos.
Termostato vs termostato - qual é a diferença?
Os controladores de temperatura são um conceito mais amplo. Os termostatos fazem parte deles.
Os termostatos modernos possuem entradas analógicas de sensores, com a capacidade de exibir a temperatura medida no display, e saídas analógicas e discretas para controle de processo. Eles têm a capacidade de gravar os parâmetros medidos na memória e exibir um gráfico do processo de regulação.
A tarefa do termostato é muito mais simples - alternar os contatos no valor de temperatura definido.
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