時(shí)間比例控制是在位式控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，時(shí)間比例控制仍然是靠繼電器的開關(guān)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。位式控制只有“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)，其輸出不是l00%，就是0%。如果想辦法使得在被控溫度給定值附近，讓繼電器不停地周期性地接通和斷開，并使接通和斷開的時(shí)間會(huì)隨著溫度的偏差而變化，就可起到相當(dāng)于連續(xù)控制加熱電流的作用。此時(shí)繼電器觸點(diǎn)接通時(shí)間與斷開時(shí)間之和稱為動(dòng)作周期t，而觸點(diǎn)接通時(shí)間t1與動(dòng)作周期t之比為時(shí)間比值ρ，即：
式中t1為繼電器觸點(diǎn)接通時(shí)間；t2為繼電器觸點(diǎn)斷開時(shí)間。
這樣時(shí)間比值ρ和輸人加熱器的功率大小相對(duì)應(yīng)。若使控制器做到溫度上升時(shí)ρ減小，使觸點(diǎn)接通時(shí)間t1減小，觸點(diǎn)斷開時(shí)間t2增加；若溫度下降時(shí)使ρ增大，使觸點(diǎn)接通時(shí)間t1增加，觸點(diǎn)斷開時(shí)間t2減小，就達(dá)到了控制溫度的目的，這種控制方式就是時(shí)間比例控制。能起比例作用的范圍占滿刻度的百分?jǐn)?shù)，稱為比例帶。圖1是時(shí)間比值與溫度偏差的關(guān)系。一般要求溫度偏差為零時(shí)，即實(shí)際溫度為給定溫度時(shí)t1=t2，這時(shí)相當(dāng)于50%的平均加熱功率。當(dāng)溫度高于給定值時(shí)，ρ值變小，這時(shí)t1＜t2，相當(dāng)于平均加熱功率小于50%。當(dāng)溫度低于給定值時(shí)，ρ值變大，這時(shí)t1＞t2，相當(dāng)于平均加熱功率大于50%。
圖1 時(shí)間比值與溫度偏差的關(guān)系
時(shí)間比例控制方式雖然仍是繼電器觸點(diǎn)的通斷，但是由于其動(dòng)作周期相對(duì)于被加熱的熱慣性來(lái)說(shuō)是很短的，并且通斷時(shí)間比值又是隨溫度的偏差而變化的，所以它能把溫度穩(wěn)定在所要求的某一數(shù)值上。其控制效果比位式控制要好，但時(shí)間比例也有不足之處，如在應(yīng)用時(shí)會(huì)出現(xiàn)靜差，就必須重調(diào)給定。
以上分析是以動(dòng)圈儀表為例的。那繼電器輸出的溫控器又是怎樣做的呢?繼電器輸出的溫控器其時(shí)間比例輸出，也是通過(guò)調(diào)整內(nèi)部繼電器的通斷比例來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其輸出值大小正比于方波的占空比，從0%-l00%可調(diào)，并可在0%-100%之間任意設(shè)定輸出限制值。但是該輸出繼電器的動(dòng)作是受控于溫控器的輸出信號(hào)?？梢哉f(shuō)，繼電器輸出的溫控器的時(shí)間比例與動(dòng)圈儀表的相比，也有很大的差別了。
在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中選用時(shí)間比例控制的溫控儀來(lái)控制電爐絲的加熱，如果要求控溫誤差小，溫控器經(jīng)過(guò)自整定獲得最佳參數(shù)，這時(shí)溫控器在實(shí)際溫度臨近設(shè)定溫度值時(shí)控制繼電器動(dòng)作很頻繁，只有頻繁動(dòng)作才能保證溫度不超調(diào)或欠調(diào)，這樣會(huì)讓接觸器觸點(diǎn)壽命急劇縮短。如何處理這一問(wèn)題呢？云潤(rùn)儀表工程師建議選用ssr固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電壓輸出的溫控器，讓溫控器控制固態(tài)繼電器動(dòng)作達(dá)到控制的目的。但這種方式依然有它的局限性，這是因?yàn)楣虘B(tài)繼電器允許通過(guò)工作電流都不太大，不能滿足大功率加熱設(shè)備的要求。