lämpötilakompensaatio

Lämpötilakompensaation tarkoituksena on vähentää lämpötilan vaihtelun aiheuttamaa virhettä mittauksissa ja järjestelmien suorituskyvyssä. Tavoitteena on säilyttää tarkkuus, vakaus ja luotettavuus ympäristön lämpötilan muuttuessa. Käsite kattaa sekä sähköiset että mekaaniset ominaisuudet, joiden arvoihin lämpötilat voivat vaikuttaa.

Käyttökohteita ovat elektroniikka ja mittausjärjestelmät. Esimerkiksi vastus- ja termistoripohjaiset anturit, jännitesignaalit, vahvistimet sekä kellotekniikka hyödyntävät lämpötilakompensaatiota. Teollisissa mittauksissa ja automaatiojärjestelmissä kompensaation avulla varmistetaan johdonmukaisemmat mittaustulokset ja paremmin sovitettu suorituskyky eri lämpötiloissa.

Menetelmät ja lähestymistavat ovat sekä passiivisia että aktiivisia. Passiiviset keinot perustuvat komponenttien lämpötilariippuvuuden minimoimiseen tai niiden kumoonantamiseen toisiaan vastaan. Aktiivisessa lähestymistavassa käytetään kompensaatiopiirejä, ohjelmallista korjausta sekä usean pistettä kalibrointia, jolla mitattu lämpötilariippuvuus mallinnetaan ja korjataan taulukon tai polynomiyhtälön avulla.

Esimerkkejä erityissovelluksista ovat kellotekniikka, jossa käytetään lämpötilakompensaatiota TCXO- tai OCXO-luokissa, sekä anturijärjestelmät, joissa kompensoidaan RTD- tai termistoriantureiden lämpötilariippuvuus. Usean pistettä kalibrointi parantaa lineaarisuutta ja mittaustarkkuutta.

Rajoitteita ovat mallien soveltuvuus ja kalibroinnin kestoaika. Kalibrointi voi vanhentua ajan myötä, eikä kaikkia epälineaarisuuksia voida täysin korjata. Siksi säännöllinen kalibrointi, lämpötilan valvonta ja huolellinen suunnittelu ovat yleisiä käytäntöjä lämpötilakompensaation toteutuksessa.