一、系統核心組件

1. 溫度傳感器（檢測端）

TGK主要采用兩類高精度傳感器：

• 鉑電阻溫度計（Pt100/Pt1000）

• 原理：利用鉑金屬電阻隨溫度線性變化的特性（符合IEC 60751標準）。

• 精度：可達 ±0.05℃（標準），長期穩定性。

• 適用場景：-200℃~+600℃寬范圍，適用于培養箱、反應釜等。

• 熱電偶（K型/T型）

• 原理：基于塞貝克效應（Seebeck effect），兩種不同金屬結點溫度差產生微電壓。

• 優勢：響應速度 <0.1秒，耐高溫（最高+1800℃），適用于急速升降溫場景（如半導體晶圓熱處理）。

傳感器信號處理：
原始信號（電阻/電壓）經TGK專有低噪聲放大電路和24位高分辨率ADC轉換，消除環境干擾，提升信噪比。

二、控制器工作原理（以TGK TZ系列為例）

1. 設定值與實時檢測值比對

用戶通過人機界面（HMI）設定目標溫度（如37.00℃），傳感器實時采集被測物溫度（如36.50℃）。

• 動態誤差計算：
  控制器每秒多次計算 偏差值 ΔT = 設定值 - 檢測值（例：ΔT = +0.50℃）。

2. PID算法核心控制邏輯

TGK采用自適應模糊PID算法（結合比例、積分、微分三環節），動態調整輸出功率：

• 比例（P）控制：
  輸出與ΔT成比例（例：ΔT=0.5℃ → 輸出50%功率），快速縮小溫差。

• 積分（I）控制：
  累積歷史偏差，消除靜態誤差（如長期維持在36.9℃時自動補償剩余0.1℃）。

• 微分（D）控制：
  預測溫度變化趨勢（如檢測到每秒上升0.1℃時提前降低功率），抑制超調。

TGK優化技術：

• 自適應增益調整：根據溫度變化率自動調節PID參數，避免振蕩（如接近設定值時自動降低P增益）。

• 抗干擾算法：通過數字濾波抑制環境熱噪聲（如開關門導致的波動）。

3. 控制信號輸出

PID計算結果轉換為執行器指令：

• 固態繼電器（SSR）控制：
  輸出PWM（脈寬調制）信號，精確調節加熱器通電時間（例：每秒內通電0.3秒 = 30%功率）。

• 模擬量輸出（4~20mA）：
  驅動比例閥調節冷卻液流量，實現雙向溫控（加熱/制冷復合系統）。

三、系統級協同工作流程

以生物反應器溫控為例：

1. 傳感：Pt100傳感器浸入培養液，實時檢測溫度（36.50℃）→ 信號傳輸至控制器。

2. 處理：ADC轉換信號 → 計算ΔT（+0.50℃）→ PID算法生成控制量。

3. 執行：輸出PWM信號至夾套加熱器 → 加熱功率提升至70%。

4. 反饋：30秒后溫度升至36.90℃ → PID自動降低功率至40% → 最終穩定在37.00℃±0.02℃。

動態校準機制：
TGK內置自動冷端補償（熱電偶）和三線制引線電阻抵消（Pt100），消除接線誤差；定期自檢傳感器線性度，確保全量程精度。

四、TGK技術優勢解析

1. 多段程序控制：

• 支持50段溫度編程（如半導體退火工藝：25℃→100℃/min→保溫→冷卻），斜率精度達±0.1℃/min。

2. 抗干擾設計：

• 電磁兼容（EMC）屏蔽 + 隔離電源，在變頻器/電機干擾環境下仍保持±0.03℃波動。

3. 網絡化監控：

• 通過RS-485/以太網輸出Modbus數據，集成至SCADA系統，實現遠程設定與報警記錄（如溫度超限自動短信通知）。

五、典型應用場景驗證

• 半導體光刻膠涂布：
  TGK控制器將晶圓溫度穩定在23.00℃±0.05℃，確保膠體粘度一致，減少顯影缺陷。

• 細胞培養生物反應器：
  37.00℃恒溫控制波動≤0.1℃，避免溫度應激導致細胞凋亡。

總結：精密溫控的核心價值

TGK溫度控制系統通過高精度傳感→智能PID運算→動態功率調節→閉環反饋校準，實現優于±0.1℃的穩定控制。其技術本質在于：

• 傳感器層面：物理信號的高保真轉換與抗噪處理；

• 算法層面：自適應PID對非線性系統的精確建模；

• 工程層面：硬件設計與工業環境的深度適配。
  這種“感知-決策-執行”的閉環架構，正是TGK在溫控領域持續的基石。