temperatuurcoëfficiëntie

Temperatuurcoëfficiëntie is een maat voor de verandering van een fysieke grootheid als gevolg van temperatuurveranderingen. Voor een parameter P wordt de temperatuurcoëfficiëntie gedefinieerd als α_P = (1/P) dP/dT, uitgedrukt per graad Celsius (of Kelvin). Voor kleine temperatuurwijzigingen geldt ΔP/P ≈ α_P ΔT. De waarde hangt af van het materiaal en de configuratie, en kan positief of negatief zijn.

Een veel voorkomende toepassing is de temperatuurcoëfficiëntie van weerstand (TCR). Bij de meeste metalen neemt de weerstand toe bij stijgende temperatuur; bij sommige materialen kan de weerstand dalen. Weerstanden volgen vaak R(T) = R0 [1 + α_R (T - T0)], met α_R meestal uitgedrukt in ppm/°C. Typische waarden voor metalen liggen in de orde van tientallen ppm per graad; koolstof of sommige keramische verbindingen kunnen aanzienlijk hogere waarden hebben. De temperatuurcoëfficiëntie hangt af van temperatuur en meetomstandigheden en kan variëren over een breed temperatuurbereik.

Ook andere grootheden hebben een temperatuurcoëfficiëntie, zoals de temperatuurcoëfficiëntie van capaciteit (TCC) bij condensatoren en de impedantie bij vloeistoffen of elektroden. De TCC kan positief of negatief zijn en verschilt sterk per type materiaal en ontwerp.

Belangrijk is dat α meestal afhankelijk is van de temperatuur; datasheets geven vaak een referentietemperatuur en een toepassingsbereik. Voor ruime temperatuurwisselingen is de lineaire benadering mogelijk niet nauwkeurig en zijn hogere-orde termen of uitgebreide modellen nodig.

Toepassingen en compensatie: in precisie-elektronica en meetsystemen spelen temperatuurcoëfficiënten een cruciale rol. Ontwerpers gebruiken matched components, temperatuurcompensatiecircuits en spanningsstabilisatie om drift ten gevolge van temperatuur te beperken.