式中T1为继电器触点接通时间；T2为继电器触点断开时间。这样时间比值ρ和输人加热器的功率大小相对应。若使控制器做到温度上升时ρ减小，使触点接通时间T1减小，触点断开时间T2增加；若温度下降时使ρ增大，使触点接通时间T1增加，触点断开时间T2减小，就达到了控制温度的目的，这种控制方式就是时间比例控制。能起比例作用的范围占满刻度的百分数，称为比例带。图1是时间比值与温度偏差的关系。一般要求温度偏差为零时，即实际温度为给定温度时T1=T2，这时相当于50%的平均加热功率。当温度高于给定值时，ρ值变小，这时T1＜T2，相当于平均加热功率小于50%。当温度低于给定值时，ρ值变大，这时T1＞T2，相当于平均加热功率大于50%。
图1 时间比值与温度偏差的关系
时间比例控制方式虽然仍是继电器触点的通断，但是由于其动作周期相对于被加热的热惯性来说是很短的，并且通断时间比值又是随温度的偏差而变化的，所以它能把温度稳定在所要求的某一数值上。其控制效果比位式控制要好，但时间比例也有不足之处，如在应用时会出现静差，就必须重调给定。
以上分析是以动圈仪表为例的。那继电器输出的温控器又是怎样做的呢?继电器输出的温控器其时间比例输出，也是通过调整内部继电器的通断比例来实现的，其输出值大小正比于方波的占空比，从0%-l00%可调，并可在0%-100%之间任意设定输出限制值。但是该输出继电器的动作是受控于温控器的输出信号。可以说，继电器输出的温控器的时间比例与动圈仪表的相比，也有很大的差别了。
在实际应用过程中选用时间比例控制的温控仪来控制电炉丝的加热，如果要求控温误差小，温控器经过自整定获得最佳参数，这时温控器在实际温度临近设定温度值时控制继电器动作很频繁，只有频繁动作才能保证温度不超调或欠调，这样会让接触器触点寿命急剧缩短。如何处理这一问题呢？云润仪表工程师建议选用SSR固态继电器驱动电压输出的温控器，让温控器控制固态继电器动作达到控制的目的。但这种方式依然有它的局限性，这是因为固态继电器允许通过工作电流都不太大，不能满足大功率加热设备的要求。