Диференцијални температурни прекидач

Диференцијални температурни регулатор или прекидач је уређај који прати кретање температуре на једном сензору, али не у односу на околину (дати амбијент), већ у односу на други сензор који је заједно са првим спојен на операциони појачавач (диференцијални електронски појачавач који појачава само разлику између улазних сигнала, при чему један улаз има позитиван ефекат на излазни сигнал, а други негативан). Сензори су спојени на улазе операционог појачавача УА741.

Овај склоп поред већ поменутог појачавача и два температурна сензора садржи: један транзистор, двије диоде, реле и неколико отпорника и кондензатора. Сензори се бирају у зависности од потребне примјене, мјерног опсега, као и у зависности од тога температуру чега пратимо (течности, гасова). Диференцијални температурни регулатор прати двије независне температуре (Т1 и Т2,које су приказане на дисплеју уређаја), уколико је Т1>Т2, активира се релејни излаз, који се пошто Т1 падне испод Т2 поново искључи. Значи за контролу излаза користе се релеји која успостављају и прекидају електрично коло на датој температури, односно гасе и пале извршни елемент тачно када синусоида наизмјеничног напона буде у нули. Како се ради о брзим пребацивањима (до неколико секунди), елемент мора бити способан да испрати те промјене.

Неке од могућих електричних шема за практичну реализацију уређаја дате су на сликама.

Шеме
Шеме 1 и 2
Шема 3

Прве двије шеме су једноставније (прва стабилно ради, док се друга користи уколико нам није потребан прецизан температурни регулатор, односно регулатор са мањом тачношћу). Трећа шема је сложенија,али прецизнија. Оно што је заједничко за све три шеме јесте да напајање мора бити стабилно,јер оно директно напаја сензоре,што значи да свако осциловање напајања директно утиче на брзину момента укључења и искључења.

На посљедњој(3. шеми) је дата реализација регулатора температуре од 30 °C-120 °C,са сензором који има способност очитавања и десетог дијела степена. Диференцијални температурни регулатори (прекидачи) могу да читају разне типове сензора и од тих информација успостављају/прекидају електрично коло у зависности од температуре која је отишла испод, или изнад одређене границе, одрзавајући температуру на жељеној вриједности уз врло мале грешке, док обраду информација са сензора врше операциони појачавачи (АД конвертори, компаратори)

При малим вриједностима струје, MOSFET^[1] (3020 са 3.шеме) се може занемарити, као и отпорник R4, стога ће LD1 директно поћи на гејт. При већим вриједностима струја, MOSFET мора постојати. Да би се слагале мјерена и задата температура односи отпорности R1/R5, R7/R11 морају бити идентични. Кондезатор Ц2 има диференцијалну улогу и служи да спријечи премашење приликом првог постизања задате температуре. Уколико дође до премашења,потребно је повећати вриједност кондезатора. Диода,на слици означена као S1 је, у ствари, сензор,који конвертује температуру у сигнал који може очитати операциони појачавач на чијем се улазу налази.

Примјена датог уређаја је велика, како у индустрији гуме, пластике, соларној техници^[2] (техници загријавања/хлађења), тако и у домаћинству (типичан примјер је бојлер, док је најинтересантнији податак да се ставља и у акваријуме љубимаца како би им се обезбиједило сигурно одржавање константне температуре воде). Уједно се користи и у заштитне сврхе, за активирање аларма у ситуацији када је потребна нека реакција на превелики пад или пораст температуре, нпр.: код укључења хлађења/гријања, појаве ватре, претјеране температуре бојлера, прегријаности неке машине, или течности.