Drucktransmitter sind so konstruiert, dass sie innerhalb eines definierten Betriebstemperaturbereichs präzise Messwerte liefern. Dieser Bereich wird durch die Designbeschränkungen des Sensorelements und der zugehörigen Elektronik bestimmt. Wenn die Umgebungs- oder Prozesstemperatur außerhalb dieses angegebenen Bereichs liegt, kann sich die Genauigkeit des Senders verschlechtern. Bei erhöhten Temperaturen kann beispielsweise thermische Bewegung den Widerstand von Dehnungsmessstreifen in piezoresistiven Sensoren verändern, was zu Ungenauigkeiten führt. Ebenso kann bei niedrigeren Temperaturen die Viskosität flüssigkeitsgefüllter Sensoren ansteigen, was sich auf die Reaktionszeit und die Linearität der Druckmessungen auswirkt. Daher hängt die Genauigkeit der Druckmesswerte untrennbar mit der Betriebstemperatur zusammen, weshalb bei der Auswahl eines Messumformers für Umgebungen mit schwankenden Temperaturen sorgfältige Überlegungen erforderlich sind.
In Drucktransmittern verwendete Materialien wie Metalle und Keramik unterliegen einer thermischen Ausdehnung und Kontraktion. Dieses Phänomen tritt auf, weil sich die Gitterstrukturen von Materialien bei Hitze ausdehnen und bei Abkühlung zusammenziehen. Wenn sich beispielsweise die Sensormembran oder das Gehäusematerial eines Messumformers aufgrund hoher Temperaturen ausdehnt, kann dies mechanische Belastungen oder Verformungen hervorrufen, die die Druckreaktion des Sensors verändern. Andererseits kann die Kontraktion bei niedrigeren Temperaturen zu Lücken oder Fehlausrichtungen führen, die zu Leckagen oder mechanischem Versagen führen können. Diese physikalischen Veränderungen sind bei Anwendungen, bei denen der Sender häufigen oder extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, von entscheidender Bedeutung, da sie zu langfristiger Drift oder plötzlichem Ausfall führen können.
Unter Drift versteht man die allmähliche Abweichung des Senderausgangs vom tatsächlichen Druckwert im Laufe der Zeit, die durch Temperaturänderungen noch verstärkt werden kann. Temperaturbedingte Drift tritt auf, weil die elektronischen Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren und Transistoren Temperaturkoeffizienten haben, die ihre Leistung beeinflussen. Beispielsweise kann ein Temperaturanstieg dazu führen, dass sich der Widerstand in einer Wheatstone-Brückenschaltung (üblicherweise in Drucksensoren verwendet) ändert, was zu einer Verschiebung der Basislinie (Nullpunkt) oder der Spanne (Empfindlichkeit) führt. Diese Drift wirkt sich auf die Stabilität des Senderausgangs aus, weshalb die Überwachung und Korrektur temperaturbedingter Drift besonders bei präzisionskritischen Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist.
Moderne Drucktransmitter sind häufig mit Temperaturkompensationsmechanismen ausgestattet, die den Auswirkungen der Temperatur auf die Messgenauigkeit entgegenwirken sollen. Bei diesen Mechanismen handelt es sich typischerweise um Softwarealgorithmen, die die Ausgabe basierend auf den Temperaturmesswerten eines integrierten Sensors anpassen. Der Kompensationsprozess berücksichtigt die bekannten Temperaturkoeffizienten der Sensorelemente und der Elektronik, um das Ausgangssignal zu korrigieren. Die Wirksamkeit dieser Mechanismen wird jedoch durch die Genauigkeit der Temperaturmessung und den Bereich, in dem die Kompensation wirksam ist, begrenzt. Bei Anwendungen mit extremen Temperaturschwankungen kann die Kompensation die Fehler möglicherweise nur teilweise mildern, was zu Restungenauigkeiten führt. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Grenzen dieser Kompensationstechniken zu verstehen, wenn Drucktransmitter in thermisch dynamischen Umgebungen eingesetzt werden.
