圧力トランスミッターは、定義された動作温度範囲内で正確な測定値を提供するように設計されています。この範囲は、感知要素および関連する電子機器の設計制限によって決まります。周囲温度またはプロセス温度がこの指定範囲を逸脱すると、トランスミッタの精度が低下する可能性があります。たとえば、高温では熱撹拌によってピエゾ抵抗センサーのひずみゲージの抵抗が変化し、不正確さが生じる可能性があります。同様に、低温では流体が満たされたセンサーの粘度が増加し、圧力測定の応答時間と直線性に影響を与える可能性があります。したがって、圧力測定値の精度は本質的に動作温度に関連しており、温度が変化する環境用のトランスミッタを選択する際には慎重な考慮が必要です。
圧力トランスミッタに使用される金属やセラミックなどの材料は、熱膨張や熱収縮の影響を受けます。この現象は、材料の格子構造が熱により膨張し、冷却されると収縮するために発生します。たとえば、センシングダイアフラムやトランスミッターのハウジング素材が高温により膨張すると、機械的応力や変形が誘発され、センサーの圧力応答が変化する可能性があります。一方、低温での収縮により隙間や位置ずれが生じる可能性があり、漏れや機械的故障につながる可能性があります。これらの物理的変化は、トランスミッターが頻繁または極端な温度変化にさらされるアプリケーションでは、長期的なドリフトや突然の故障につながる可能性があるため、非常に重要です。
ドリフトとは、時間の経過とともにトランスミッターの出力が真の圧力値から徐々にずれることを指し、温度変化によって悪化する可能性があります。温度によるドリフトは、抵抗、コンデンサ、トランジスタなどの電子部品がその性能に影響を与える温度係数を持っているために発生します。たとえば、温度が上昇すると、ホイートストン ブリッジ回路 (圧力センサーで一般的に使用される) の抵抗が変化し、ベースライン (ゼロ点) またはスパン (感度) が変化する可能性があります。このドリフトはトランスミッターの出力の安定性に影響を与えるため、特に精度が重要なアプリケーションでは、温度によるドリフトを監視して補正することが重要になります。
最新の圧力トランスミッタには、測定精度に対する温度の影響を打ち消すように設計された温度補償機構が装備されていることがよくあります。これらのメカニズムには通常、統合センサーからの温度測定値に基づいて出力を調整するソフトウェア アルゴリズムが含まれます。補償プロセスでは、出力信号を補正するために、検出素子と電子機器の既知の温度係数が考慮されます。ただし、これらのメカニズムの有効性は、温度測定の精度と補正が有効な範囲によって制限されます。極端な温度変動があるアプリケーションでは、補償によって誤差が部分的にしか軽減されず、不正確さが残る可能性があります。したがって、熱動的環境に圧力トランスミッターを配置する場合、これらの補償技術の限界を理解することが重要です。
