Signaalin säätely on olennaista lämpötila-anturipiireissä, jotta raaka-anturisignaalit voidaan muuntaa mittaus- ja valvontajärjestelmien käyttökelpoiseksi muodoksi. Tarkkuuslaskelmilla varmistetaan sensorien asianmukainen toiminta ja luotettava tiedonhankinta. Tässä artikkelissa käsitellään lämpöantureiden signaalinkäsittelyssä käytettyjä yhteisiä laskentatekniikoita.

Sensorin tuotosominaisuuksien ymmärtäminen

Lämpötila-anturit, kuten termoparit, TTK-laitteet ja termisorit, tuottavat erilaisia signaaleja. Termoparit tuottavat lämpötilaan suhteutettua jännitettä, kun taas TTK- ja termistorit muuttavat vastusta. Sensorin ulostulon ominaisuuksien tunteminen on ratkaisevan tärkeää asianmukaisten signaalinkäsittelypiirien suunnittelussa.

Vahvistuksen ja tuoton laskeminen

Vahvistus säätää anturisignaalia vastaamaan analogisista digitaalisiin muuntimiin (ADC) perustuvaa tuloaluetta.

]Gain (A) = Vout[ / Vsensori[][[]]]

jossa V[out[ on haluttu lähtöjännitealue ja Vsensori[ on anturin lähtöjännite. Oikean arvon lasku varmistaa signaalin hyödyntävän koko ADC-alueen ilman kyllästymistä.

Lineaarisuus ja kalibrointi

Monilla lämpötila-antureilla on epälineaarisia lähtöominaisuuksia. Linearisointiin kuuluu matemaattisten muutosten soveltaminen raakaan dataan. Kalibrointi säätää sensorin ulostuloa vastaamaan tunnettuja lämpötila-arvoja, usein käyttäen polynomiyhtälöjä tai hakutaulukoita.

Suodatus ja melun vähentäminen

Signaalisuodatus vähentää melua ja parantaa mittaustarkkuutta. Yhteisiin tekniikoihin kuuluvat matalan pass-virran suodattimet, jotka voidaan laskea käyttäen

[Lyhytelonopeus:0]]Lämmitystaajuus (f[[LLT:1]]]c[[LLT:2]]) = 1 / (2πRC)[[[LLT:3]]

jossa R on vastus ja C kapasitanssi suodatinpiirissä. Oikea suodatus takaa vakaat lämpötilalukemat.