Jännitysantureilla (DMS) varustettujen voima-anturien lämpötilakompensointi

Venymäanturien mittaussignaalin lämpötilariippuvuus johtuu seuraavista ilmiöistä:

• Anturin rungon lämpölaajeneminen
• Lujuusanturin vastuksen lämpötilariippuvainen muutos
• Lujuusanturin mittausverkkolevyn lämpölaajeneminen
• Liitosjohtojen lämpötilavaste

Lämpötilavaikutusten kompensoimiseksi VELOMAT-voimamittarit on kytketty venymäanturien täyssiltaan. Tässä hyödynnetään sitä ilmiötä, että Wheatstonen siltapiirissä kahden eri merkkisen venymäanturin venymät vaikuttavat mittaussignaaliin ja että tuloksena olevassa siltajännitteessä lämpötilasta riippuvat vaikutukset kompensoivat toisiaan suurelta osin. Kompensointia voidaan parantaa entisestään käyttämällä venymäantureita, jotka on sovitettu anturin rungon (ruostumaton teräs tai alumiini) lämpölaajenemiskertoimeen. Näiden toimenpiteiden ansiosta vakiomallisissa VELOMAT-voimantunnistimissa esiintyy seuraavat lämpötilavirheet nimellislämpötila-alueella (-15 °C – +70 °C):

Lämpötilavirheen nollapiste < 0,04 % lopullisesta arvosta /K

Lämpötilavirheen herkkyys < 0,04 % lopullisesta arvosta /K

Jäljelle jäävää pientä jäännösvirhettä voidaan pienentää kytkemällä lämpötilariippuvaisia vastuksia mittaussiltaan ja syöttöjohtoon, jolloin

lämpötilavirheen nollapiste < 0,004 % lopullisesta arvosta /K

lämpötilavirheen herkkyys < 0,004 % lopullisesta arvosta /K

voidaan parantaa. Vastusarvojen määrittämiseksi tarvitaan monimutkaisia mittauksia lämpötilakammiossa.

Virhemäärittelyissä oletetaan, että anturissa vallitsee lämpötasapaino. Esimerkiksi anturin yksipuolinen lämpeneminen aiheuttaa suurempia lämpötilavirheitä sisäisen lämpötilagradientin vuoksi.