Un controlador de temperatura es un dispositivo que controla las salidas de un sistema de calefacción o refrigeración. Este control se logra conectando los sensores de temperatura instalados en el área o sistema calentado al controlador. Los datos capturados por los sensores se comparan con una referencia preestablecida por el usuario; si la temperatura en el sistema se desvía de ella, el controlador activa o desactiva la fuente de calor o enfriamiento en consecuencia. Hay tres categorías principales de operación del controlador de temperatura: control de encendido / apagado, control proporcional y control PID. Cada uno cumple la misma función básica de controlar la temperatura, pero ofrece diferentes niveles de sofisticación y funcionalidad.
Los sistemas de calefacción y refrigeración suelen constar de tres componentes básicos: una fuente térmica, un mecanismo de control y uno o más sensores. Dependiendo de la complejidad del sistema y del nivel de precisión requerido en el control de temperaturas, los mecanismos de control y sensor pueden no ser más complejos que un interruptor bimetálico. Los sistemas de producción complejos y extendidos pueden, por otro lado, presentar sofisticados controles computarizados que impulsan varias fuentes de calor en función de los datos recibidos de numerosos sensores. Para lograr este rango de intervención de control, los sistemas térmicos dependientes utilizan uno de los tres tipos básicos de controlador de temperatura.
La primera categoría de controlador de temperatura es la unidad de encendido / apagado. Este es el más simple de todos los controladores y ofrece un solo nivel de control. Con este tipo de controlador, la fuente de calor funciona a máxima potencia y se apaga o enciende según la temperatura del sistema. Una característica conocida como diferencial de encendido y apagado está incorporada en este tipo de controlador que evita que los relés, contactores o válvulas se dañen por «vibraciones» si los cambios de temperatura ocurren demasiado rápido. Esta característica permite que la temperatura del sistema exceda el punto de ajuste por un cierto margen antes de que los interruptores del controlador eviten los ciclos rápidos de encendido / apagado.
El segundo tipo de controlador de temperatura es uno que es capaz de ajustar la temperatura proporcionalmente. Este controlador reduce la potencia a la que funciona el calentador a medida que se acerca al punto de referencia de referencia. Esto evita que las temperaturas del sistema excedan el punto de ajuste como es el caso del tipo de controlador de encendido / apagado. Si la temperatura se aleja demasiado del punto de ajuste debido a problemas ambientales, el controlador funciona como una unidad de encendido / apagado manteniendo la potencia del calentador completamente encendida o apagada.
El tercer tipo es el controlador proporcional con integral y derivativo (PID). Este tipo de controlador funciona de la misma manera que las unidades proporcionales estándar, pero incluye dos ajustes adicionales que dependen del tiempo. Estos ajustes se marcan típicamente como «reset» y «rate» en el dispositivo y permiten un control de temperatura extremadamente estable en aplicaciones donde los requisitos de carga del sistema cambian con frecuencia. Sin embargo, esta variante requiere un ajuste fino de todos los parámetros de ajuste para que funcione correctamente.