Lämpötilakompensointia

Lämpötilakompensointi on sähkö- ja mittausjärjestelmien käytetty menettely, jolla pyritään vähentämään lämpötilan muutosten vaikutusta mittausarvoihin ja järjestelmän suorituskykyyn. Se kattaa sekä passiiviset että aktiiviset ratkaisut ja soveltuu elektroniikkaan, mittaukseen, automaatioon sekä prosessitekniikkaan.

Lämpötilan vaikutukset ilmenevät erityisesti komponenttien ominaisarvojen lämpötilariippuvuudessa: resistanssin, kapasitanssin ja viiveen muutoksissa sekä signaalin offset- ja gain-virheissä. Materiaalien lämpötilakerroin sekä epälineaarisuudet ohjaavat kunkin sovelluksen kompensaatiotarvetta. Yleisiä tavoitteita ovat mittausvirheiden ja tilapäisten driftojen minimoiminen sekä järjestelmän lineaarisuuden ja toistettavuuden parantaminen eri lämpötila-olosuhteissa.

Toteutustapoja on sekä hardware- että software-puolella. Passiivinen kompensointi perustuu tarkkaan kalibrointiin ja referenssikytkentöihin, aktiivinen puolestaan ohjelmalliseen korjausmalliin ja look-up-taulujen sekä polynomien käyttöön. Käytettyjä elementtejä ovat usein resistanssipohjaiset lämpötilatekijät, termistorit ja RTD-anturit sekä erilaisten signaaliprosessorien matemaattiset mallit. Tavoitteena on saada mitatut arvot korjattua siten, että lämpötilasta riippumattomat parametrit, kuten mittaus- tai kontrollijäsenen vaste, pysyvät vakaana.

Sovelluksia ovat teollisuus- ja prosessianturit, mittaus- ja säätöjärjestelmät, elektroniset moduulit sekä mittauskanavien ja kellokoneistojen suunnittelu. Huomioon on otettava ympäristön lämpötilavaihtelut ja järjestelmän kokonaislämpökuormitus sekä dokumentoitava käytetyt kompensaatiokertoimet ja -mallit.