Nadzor temperature je predpogoj za skoraj vsako kemično reakcijo, ki ljudi zanima. Temperatura vpliva na hitrost reakcije in pogosto na popolnost reakcije. Človeško telo vključuje biološki sistem za nadzor temperature za vzdrževanje ozkega razpona telesne temperature. Procesi, zasnovani za proizvodnjo različnih materialov, zahtevajo tudi nadzor temperature. Inženir lahko izbira med analognim in digitalnim temperaturnim regulatorjem.
Nekateri analogni domači termostati so sestavljeni iz spirale iz bakrenega traku. Ko se trak širi s toploto, se spirala razširi in premika mehanski vzvod. Peč ali klimatska naprava se ustrezno odzove. Analogni krmilniki se odzivajo samo na trenutno okolje.
Mikroprocesor v digitalnem temperaturnem regulatorju sprejema številčni vhod iz okolja in z njim manipulira, da omogoči večjo stopnjo nadzora. Če se sistem hitro segreje, bo analogni sistem reagiral šele, ko bo krmilnik dosegel želeno temperaturo, imenovano nastavljena vrednost (SP). Vir toplote je lahko izklopljen, vendar bo sistem presegel SP, ker absorbira energijo iz toplih sevalnih površin, ki obdajajo sistem. Digitalni temperaturni regulator izračuna hitrost, s katero temperatura narašča, in sproži napravo, da se odzove, preden je dosežena SP. Upravljavec je uporabil pretekle podatke za napovedovanje in spreminjanje prihodnjih rezultatov.
Obstaja veliko algoritmov ali računskih shem, ki jih lahko uporabi digitalni temperaturni regulator. Eden najpogostejših je proporcionalno-integralno-derivacijski ali PID regulator. Za vzdrževanje konstantne temperature uporablja tri ločene izračune.
Napaka (e) je razlika med dejansko temperaturo (T) in nastavljeno temperaturo (SP). Proporcionalni izračun spremeni vhodni tok v proces, ki temelji na velikosti E. E od 2 bi zahteval vnos energije, dvakrat večji od E od 1.
Proporcionalni nadzor preprečuje, da bi sistem presegel SP, vendar je odziv lahko počasen. Integralna metoda predvideva, da bodo prihodnji trendi podatkov obdržali. V zgornjem primeru, če se T poveča za E 2 in nato E za 4, lahko sistem predvideva, da bo naslednji E 8, zato lahko namesto podvojitve odziva potroji odziv in ne čaka na naslednji meritev.
Proporcionalni in integralni (PI) krmilnik lahko niha okoli SP in skače med pretoplim in prehladnim. Izvedena kontrolna metoda bo ublažila nihanje. Pri izračunu se uporablja stopnja spremembe E.
PID krmilnik uporablja tehtano povprečje treh izračunov, da določi, kaj je treba v vsakem trenutku izvesti. Ta digitalni temperaturni regulator je najpogostejši in najučinkovitejši, saj uporablja trenutne, pretekle in pričakovane podatke. Druge nadzorne sheme zahtevajo informacije o naravi sistema. Takšno znanje poveča sposobnost krmilnika, da predvideva prihodnji odziv sistema.