Controlador de temperatura
Col·lecció
- Col·lecció d’instruments científics de la Facultat de Física
- Eines i instruments científics
Identificador
FFUB-0593
Tipus
Termòmetre
Dimensions/Durada
22 x 32 x 10 cm
Lloc d’origen
Oxford, Regne Unit
Localització actual (centre)
Facultat de Física. Martí i Franquès, 1-11, 08028 Barcelona
Descripció
Llegir més
Descripció general:
Dispositiu electrònic dissenyat pel control de la temperatura d’un sistema amb certa precisió. El model 3120, fabricat per Oxford Instruments, compta amb una pantalla digital, botons de control així com, terminals que faciliten la connexió amb sensors de temperatura. Parant atenció al panell de control, està conformat per 5 comandaments i un conjunt de tecles que permeten a l’usuari ajustar la temperatura o realitzar configuracions addicionals. Cal esmentar que també hi ha un petit dial analògic pel qual s’indiquen missatges d’errors i advertències.
Funcionament:
La component que més destaca del dispositiu correspon al controlador o circuit de control PID (Proporcional, Integral, Derivatiu) que és un algoritme àmpliament utilitzat en sistemes de control automàtic que mantenen una variable en un valor desitjat. Es basa en tres accions que són: l’acció proporcional, l’acció integral i l’acció derivativa. Així doncs, la primera part és directament proporcional a l’error actual i, per tant, respon a canvis en l’error i dona una correcció proporcional a l’ordre de l’error. La part integral té en compte l’acumulació d’errors al llarg del temps, suma errors passats i dona un ajust de sortida proporcionals; s’encarrega d’eliminar l’error persistent i s’assegura que el sistema assoleixi el valor de temperatura desitjat de la forma més precisa possible. Finalment, l’acció derivativa és proporcional a la velocitat de canvi d’error; aquesta suavitza la resposta del sistema tot reduint les oscil·lacions i millorant la sensibilitat.
Una vegada que el controlador està connectat a la xarxa, s’encén el dispositiu i es comença a fer la configuració prèvia. Entre aquestes configuracions, cal seleccionar el mode de funcionament, és a dir, si el controlador ajusta de forma automàtica la potència de sortida o si l’ajust es fa manualment per l’usuari. Es determina el valor de la temperatura que controla el circuit de control PID, el qual regula la potència de sortida del sistema de calefacció o refredament per tal d’aconseguir la temperatura desitjada. D’altre banda, es connecten per la part de darrera sensors de temperatura i se situen al sistema d’estudi; també convé configurar els valors dels paràmetres: proporcional, integral i derivatiu.
Dades històriques:
El termòmetre és un instrument que més enllà de ser un invent va ser un desenvolupament. De fet, se li atribueix diferents autors a “l’origen” i desenvolupament del mateix; es parla de Heron d’Alexandria qui aplicà propietats de diferents substàncies per donar una estimació de la temperatura. Ara bé, fou al 1592 quan Galileo Galilei va construir el termoscopi, un aparell que utilitza la contracció de l’aire al refredar-se per fer ascendir l’aigua per un tub; així doncs, permet mostrar variacions de temperatura. Passaren diversos anys fins que al 1654 quan el Gran Duc Fernando II de Médici va inventar el termòmetre de bulb.
Pel que fan els controladors PID, varen començar amb el disseny de limitadors de velocitat i, temps després, aquests varen ser utilitzats per a la direcció automàtica de vaixells. Sigui com sigui, el terme proporcional va ser desenvolupat per Elmer Sperry al 1911, mentre que el primer anàlisis teòric publicat va estar al 1922 per l’enginyer Nicolas Minorsky. Al 1930 es va arribar a l’acció integral i al 1940 a l’acció derivativa. Durant els anys 40’s i 50’s es varen combinar els 3 conceptes fins assolir el concepte de controlador PID; va ser llavors quan va adquirir popularitat en varies aplicacions industrials degut a la seva versatilitat i eficiència de control. Durant la dècada de 1970 la teoria i implementació dels controladors PID varen fer continus avenços; amb l’adveniment de les primeres computadors, aquest sistema es va fer encara més sofisticat.
La companyia Oxford Instruments va ser fundada al 1959 pel matrimoni format per Lady Audrey i Sir Martin Wood; l’objectiu era crear una empresa magnets potents. Temps després, varen expandir el catàleg, tot dissenyant productes i serveis focalitzats als àmbits de la industria i de la ciència. El controlador de temperatures 3120 n’és un exemple, i aquest va ser comercialitzat entorn els anys
