Veranderingen in de omgevingsomstandigheden hebben ook invloed op de sensoren. Temperatuur heeft over het algemeen de grootste invloed op de nauwkeurigheid van drukmetingen. Temperatuurcompensatie wordt vaak gebruikt om de invloed van temperatuur op het meetresultaat te minimaliseren. Hierbij wordt de meetafwijking bepaald die wordt veroorzaakt door temperatuurschommelingen en wordt de sensor overeenkomstig aangepast.
Temperatuurcompensatie is het tegengaan of corrigeren van ongewenste temperatuurinvloeden. Dit is erg belangrijk bij de productie van precisieonderdelen en bij elektronische componenten en assemblages.
Er zijn twee vormen van temperatuurcompensatie:
Passieve compensatie: met de brug van Wheatstone kunnen temperatuurafhankelijke weerstanden worden aangesloten. Deze brugschakeling kan in een meetinstrument worden gebruikt voor het meten van elektrische weerstand.
Actieve compensatie: in de verwarmingskamer worden verschillende drukken gemeten bij oplopende temperaturen. Deze waarden worden vervolgens vergeleken met de waarden van de kalibratiestandaard. De temperatuurcoëfficiënten die op deze manier worden bepaald, worden ingevoerd in de elektronica van de druktransmitter, zodat temperatuurfouten die in de praktijk optreden nu "actief" kunnen worden gecompenseerd.
De actieve temperatuurcompensatie geeft het meest betrouwbare resultaat, en is de meest gebruikte methode.
Digitale druksensoren gebruiken elektronische circuits die een analoog uitgangssignaal leveren dat evenredig is met de ingangsdruk. Er zijn drie factoren in het sensorcircuit die beïnvloed worden door veranderingen in de omgevingstemperatuur: de nuldruk uitgangsspanning, het drukgevoeligheidsbereik en de brugweerstand. Temperatuur gecompenseerde sensoren zijn uitgerust met enkele correctietechnieken en minimaliseren de effecten van temperatuurschommelingen op deze factoren.
Thermokoppels zijn een van de meest gebruikte temperatuurmeters vanwege hun robuustheid, de reproduceerbaarheid van de meting en de snelle reactietijd. Als je echter geen compensatie op de koude verbinding uitvoert in het thermokoppelcircuit, zal de temperatuurmeting onnauwkeurig zijn.
Compensatie van de koude verbinding is het optellen (of aftrekken) van een spanning bij de uitgangsspanning van het thermokoppel om de indruk te wekken dat de las 0 °C is. In werkelijkheid heeft de las een andere temperatuur omdat het koude uiteinde zich niet in een ijsbad bevindt.
Koude verbinding, constante temperatuur
Om een constante temperatuur bij de koude verbinding te behouden kan een kleine verdeeldoos worden ingezet. De ingebouwde temperatuurregelaar kan de temperatuurverschillen tussen de referentiekoppeling en de locatie van het thermokoppel berekenen en compenseren.
Automatische online compensatie in het meetinstrument
Het meetinstrument (transmitter, DCS-ingangskaart of temperatuurkalibrator) meet continu de temperatuur van de koude verbinding en kan zodoende fouten automatisch compenseren.
Om de temperatuur en de weerstand van de draden te compenseren, wordt een 3-draadsverbinding gebruikt. Als voorzorgsmaatregel moeten bij het gebruik van een 3-draadssysteem de aansluitdraden van hetzelfde type, dezelfde lengte en dezelfde doorsnede zijn. Dit om de temperatuureffecten van de afzonderlijke aansluitdraden te compenseren.
Wanneer een klimaatsysteem op verschillende hoogtes wordt geïnstalleerd, kan de gemeten temperatuur afwijken van de werkelijke temperatuur. Dit komt doordat de luchtdruk en temperatuur kunnen variëren met de hoogte, wat invloed heeft op de sensor.
Om deze afwijking te corrigeren, wordt een jumperverbinding op de besturingsprint van het klimaatsysteem aangepast. Een jumper is een kleine connector die elektrische verbindingen op een printplaat kan wijzigen. Door de jumper in een bepaalde positie te plaatsen, kan de elektronica van het systeem worden geconfigureerd om de gemeten temperatuur te compenseren voor de hoogteafhankelijke afwijking.
Door de jumperverbinding correct in te stellen, kan het klimaatsysteem de gemeten temperatuur aanpassen zodat deze overeenkomt met de werkelijke omgevingstemperatuur.
Deze methode van compensatie is essentieel voor het handhaven van een comfortabele en stabiele omgevingstemperatuur, vooral in gebouwen met meerdere verdiepingen of in situaties waar het klimaatsysteem op een niet-standaard hoogte is geïnstalleerd.
Tensometers worden gebruikt voor het meten van rek. De temperatuurcompensatie van de rekstrook is noodzakelijk om de invloed van temperatuur op de meetresultaten te verminderen. De belangrijkste redenen voor het toepassen van thermische compensatie bij rekstroken zijn:
Als een materiaal wordt blootgesteld aan temperatuurveranderingen, zet het uit of krimpt het. Deze thermische uitzetting kan de rekmeting beïnvloeden, omdat de rekstrook niet alleen de mechanische rek meet, maar ook de thermische uitzetting van het materiaal.
De rekstrook zelf kan ook uitzetten of krimpen door temperatuurveranderingen. Dit kan leiden tot veranderingen in de weerstand van de rekstrook, wat de nauwkeurigheid van de metingen beïnvloedt.
De draden die de rekstrook verbinden met de sensoren en meetapparatuur hebben een temperatuurcoëfficiënt van weerstand. Dit betekent dat hun elektrische weerstand verandert met de temperatuur. Deze verandering kan de meetresultaten beïnvloeden. Om deze effecten te compenseren, worden vaak speciale technieken en materialen gebruikt, bijvoorbeeld:
Deze zijn ontworpen om dezelfde uitzetting te ondergaan als het meetobject, waardoor de invloed van temperatuur op de metingen wordt verminderd.
Elektronische circuits kunnen worden gebruikt om de effecten van temperatuurveranderingen op de weerstand van de draden en rekstroken te corrigeren.
