比例式调节及其基本原理

2024年2月20日发(作者：赞美春天的作文)

比例式调节及其基本原理

一、连续比例调节 比例的符号为 P，凡比例式调节的仪表，均应有一合适

（如 5%）的比例带，比例带的含义是使仪表的输出从最大改变到最小时，所

需输入信号的变化量占仪表全量程的百分比。比例带设置得越小，相等的输入

信号变化量可使输出有更大的改变，反之亦然。 比例带的作用是使仪表的调

节输出与设定偏差之间有一段逆向的、几近线性特性的调节区域，在比例带内，

输入信号的连续增加将使仪表的调节输出成比例地连续下降，直至输入增加到

比例带的上限值时，信铺的输出降低为零。 连续调节仪表的输出方式一般可

分为可控硅移相触发方式和可逆电机驱动电感式调压器方式，前者使用寿命长，

应用越来越广泛，但有射频干扰，如不加处理易对电网产生污染。后者使用寿

命短，比较笨重，除了有特殊要求的场合外，一般已很少采用。

例调节

二、时间比

与上述连续比例式调节相比，时间比例式调节的差别在于其对负载的

调节是用脉宽调制方式，以改变单位时间（即周期）内平均加热功率的方式来

实现的。如果一个 1000 瓦的电炉在 30 秒钟周期内通电 15 秒钟，断电 15 秒钟，

那么在这个周期内，电炉实际得到的加热功率为 50%，即 500 瓦。依次类推，

就可以用简单的继电器触点通与断之间的时间比值，即用改变“接通”与“关断”

二者占空比的办法，模拟输出具有相当分辩率的连续量。由于多数情况下被控

对象有较大的热容量，几十秒钟的通断周期不会表现在被控对象的温度速变上，

因此有很宽的应用范围。 时间比例调节故又称作断续式比例调节。 在用半导

体固态继电器或可控硅作 2 秒钟左右短周期的时间比例调节的系统中，由于周

期的缩短，其实际调节效果与连续比例调节已几乎无差别，且具有无噪音，长

寿命的特点，过零触发型还有无电源污染等优点，故应用已越来越广泛。

间比例调节的基本原理

时

当实际温度进入仪表的下比例带时，继电器即开始周

期性地释放、吸合，靠改变吸与放的时间之比值来改变加热负载上的平均加热

功率，从而改变温度的目的。吸放的时间同设定值与测量值的偏差成正比，即

偏差越大，单位时间（即吸放周期 T）内吸合时间越长，反之越短；当偏差为

零时，吸放时间相等；而出现负偏差时，吸合时间比释放时间短，直至测量值

到达比例带上限，继电器不再吸合，负载上无输出。继电器的吸合与否一般由

仪表面板上的输出指示灯来表示，点亮表示吸合，熄灭表示断开。 继电器吸

合时间 T1 和释放时间 T2 之和为时间比例的周期。而吸合时间 T1 与周期 T 之

比为时间比值 ρ。 当测量值小于比例带下限时，负载上的电压为 90%以上，当

进入比例带后，负载上的加热电压逐渐下降，当测量值达到比例带上限时，加

热电压降至供电电压的 5%以下。 与位式调节相比，时间比例式调节对负载的

调节是由偏差决定、连续改变输出量的大小这一方式去实现的，因此调节结果

的波动较小。在有扰动时，被控对象能很快趋向平稳。在比例带值合适的情况

下，不会产生持续的振荡现象。 比例调节的静差 比例或时间比例调节在系统

稳定后，其实际温度值与设定温度值之间有时会有一个偏差，即调节的结果值

与设置的目标值之间有一差值，专业上称之为“静差”，静差一般为数摄氏度，

可正可负。静差的大小和方向取决于全输出时加热功率的高低、环境温度或电

网电压的改变和比例带的大小等多种原因。 注：比例或时间比例调节的仪表

不适用于制冷及空调系统。 比例、积分、微分（PID）调节 PID 是比例（P）、

积分（I）、微分（D）作用的简称，仪表的比例带在系统调节中所起的作用已

在前面的比例式仪表中阐述，不再重复。tips:感谢大家的阅读，本文由我司收

集整编。仅供参阅！