Lämpötilan säätö on edellytys käytännössä jokaiselle kemialliselle reaktiolle, josta ihmiset ovat kiinnostuneita. Lämpötila vaikuttaa reaktionopeuteen ja usein reaktion täydellisyyteen. Ihmiskehossa on biologinen lämpötilansäätöjärjestelmä kapean kehon lämpötilan ylläpitämiseksi. Erilaisten materiaalien tuottamiseen tarkoitetut prosessit edellyttävät myös lämpötilan säätöä. Suunnittelija voi valita analogisen ja digitaalisen lämpötilansäätimen välillä.
Jotkut analogiset kotitermostaatit koostuvat kuparinauhaspiraalista. Kun nauha laajenee lämmössä, kierre laajenee liikuttamalla mekaanista vipua. Uuni tai ilmastointilaite reagoi sen mukaisesti. Analogiset ohjaimet reagoivat vain nykyiseen ympäristöön.
Digitaalisen lämpötilansäätimen mikroprosessori vastaanottaa numeerista tuloa ympäristöstä ja muokkaa sitä suuremman hallinnan mahdollistamiseksi. Jos järjestelmä lämpenee nopeasti, analoginen järjestelmä reagoi vasta, kun säädin saavuttaa halutun lämpötilan, jota kutsutaan asetuspisteeksi (SP). Lämmönlähde voidaan kytkeä pois päältä, mutta järjestelmä ylittää SP: n, koska se absorboi energiaa järjestelmää ympäröivistä lämpimistä säteilevistä pinnoista. Digitaalinen lämpötilansäädin laskee lämpötilan nousunopeuden ja käynnistää laitteen vastaamaan ennen SP: n saavuttamista. Ohjain käytti aiempia tietoja tulevien tulosten ennustamiseen ja muuttamiseen.
Digitaalinen lämpötilansäädin voi käyttää monia algoritmeja tai laskentakaavioita. Yksi yleisimmistä on suhteellisen integraalin johdannainen tai PID-säädin. Se käyttää kolmea erillistä laskentaa vakiolämpötilan ylläpitämiseksi.
Virhe (e) on todellisen lämpötilan (T) ja asetuslämpötilan (SP) välinen ero. Suhteellinen laskutoimitus muuttaa syöttövirran prosessiksi, joka perustuu E: n suuruuteen.
Suhteellinen ohjaus estää järjestelmän ylikuormittamasta SP: tä, mutta vaste voi olla hidas. Integraalimenetelmä ennakoi, että tulevaisuuden datatrendit kestävät. Jos yllä olevassa esimerkissä T kasvaa E: llä 2 ja sitten E 4: llä, järjestelmä saattaa ennakoida seuraavan E: n olevan 8, joten vastauksen kaksinkertaistamisen sijaan se saattaa kolminkertaistaa vasteen eikä odottaa seuraavaa mittaus.
Suhteellinen ja kiinteä (PI) -ohjain voi heilahtaa SP: n ympärille ja pomppia liian lämpimän ja liian viileän välillä. Johdannaisohjausmenetelmä vaimentaa värähtelyä. Laskennassa käytetään E: n muutosnopeutta.
PID -säädin käyttää painotettua keskiarvoa kolmesta laskelmasta määrittääkseen, mitä toimenpiteitä tulisi tehdä milloin tahansa. Tämä digitaalinen lämpötilansäädin on yleisin ja tehokkain, koska se käyttää nykyisiä, historiallisia ja odotettuja tietoja. Muut ohjausjärjestelmät edellyttävät tietoja järjestelmän luonteesta. Tällainen tieto parantaa ohjaimen kykyä ennakoida järjestelmän vastausta tulevaisuudessa.