temperaturkompensation

Temperaturkompensation bezeichnet Verfahren zur Verringerung der Auswirkungen von Temperaturänderungen auf Messgrößen, Sensorleistungen oder elektronische Baugruppen. Temperaturabhängigkeiten lassen Messgenauigkeit und Systemverhalten beeinträchtigen, etwa durch Änderung von Materialparametern, Drift von Bauteilen oder nichtlineare Temperaturverläufe. Ziel ist es, das Messsignal oder die Funktion so zu beeinflussen, dass es robust gegenüber Temperaturwechseln wird.

Die Methoden der Temperaturkompensation lassen sich grob in passive und aktive Ansätze unterteilen. Passive Maßnahmen nutzen Bauteile mit geringem Temperaturkoeffizienten, temperaturstabile Referenzen, differenzielle Messungen oder Gehäusedesign, um Temperaturgradienten zu minimieren. Aktive Ansätze umfassen Kalibrierung und mathematische Korrekturen: Temperaturmesswerte dienen als Eingaben für Modelle (linear, polynomial, Lookup-Tabellen), um Korrekturwerte zu berechnen. In der Elektronik kommen oft Bandgap-Referenzen, PTAT-Referenzen oder temperaturabhängige Spannungen zum Einsatz, um derartigen Effekten entgegenzuwirken. In Quarzuhren wird häufig ein temperaturkompensierter Oszillator (TCXO) verwendet, der Frequenzabweichungen durch eine Temperaturregelung oder eine kompensierende Schaltung ausgleicht. Auch der Bereich der Thermoelemente nutzt Kaltverbindungskompensation (Cold-Junction Compensation), um das Referenztemperaturproblem zu lösen.

Anwendungsgebiete erstrecken sich über Elektronik, Präzisionssensorik, Uhren, Navigationssysteme, Industrie- und Messgeräte. Die Wirksamkeit der Kompensation hängt von der Genauigkeit der Temperaturmessung, der Güte der Modelle und der dynamischen Reaktion des Systems ab; Restfehler ergeben sich aus Nichtlinearität, zeitlicher Verzögerung und Messrauschen.