圧力センサの温度係数は？

質問

ピエゾ抵抗素子を使った圧力センサについて質問があります。
データシートには、温度係数が0.5[%FS/℃]のような形で記載されています。
この温度係数というのは、使用温度範囲で一定なのでしょうか？
もしそうなら、温度による圧力の誤差は、直線的に増減していきますよね。

それとも最悪値が記載されているのでしょうか？
たとえば2次曲線のかたちで温度係数が変化するなど。

どうぞよろしくお願いいたします。

回答No.1

ichiro-hot · ベストアンサー

※ピエゾ効果ではないので同じに扱えるか心配な面も有りますが、参考程度にして下さい。

●ピエゾ効果の温度依存性は製品の製法によるものではなく、現象そのもに伴うものなので、素子の違いによるばらつきは考えなくてよいのでは無いでしょうか。（抵抗やコンデンサの場合には規格によってはプラスマイナス５０％が許容されているといいます。これは製造過程での誤差です。温度依存性にはそのような誤差はないと考えてよい。）

●「温度による圧力の誤差は、直線的に増減」
　　25℃の値×｛１＋（０．５/１００）×温度差｝
　　　　　　　　　　　　　　　↑温度係数
としてよいので直線的に「増加」します。このような規格の記載は常温使用時にはほぼ一定と考えてよい場合にしか使わないはずです。
　ただ１０℃で５％の誤差になるので、比較したい測定値の温度条件が極端に大きいときは補正が必要であることは確かですね。

●この場合、秩序－無秩序転移のエネルギー差を利用していますが、このようなエネルギー差を利用した現象の温度依存性はアレーニウス式；
　　A＝A０・exp（－a/T）　　
　　；A０＝定数、a＝定数、T＝絶対温度
でよく近時できることが知られています。
（指数関数的に変化；　例：金属や半導体の抵抗や蒸気圧曲線）
　厳密に扱う時は、違う２つの温度で測定して、係数A0とaを定めて、計算で求めることができます。（グラフを使うと簡単に求められ、よい値がえられる。）

●温度変化が小さい測定範囲だったら直線的に変化すると考えてよい。

（１）上の式から、温度係数は２５℃以下では５％FS/℃より小さく、２５℃以上では５％FS/℃より大きくなるだろう。

（２）「温度によって一定とみなしたときの誤差」は、同じ測定範囲（例えば２０～４０℃と８０～１００℃のように）なら、低温のほうが誤差が大きく、高温のほうが誤差は小さく直線性はよい。（放物線に接線を引くとXが小さい時は曲線とのずれがおおきく、ｘが大きくなるとグラフが直線に近くなり接線との差が小さくなるのと同じ。）

（１）と（２）は反対の傾向を持っているので、通常は一定の値であるとしてかまわない。（温度範囲が大きいと放物線の途中のような変わり方をします。）

お礼

回答ありがとうございます。
温度範囲が狭ければ、一定の値と見なせそうですね。
大変参考になりました。ありがとうございました。