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技術文章
應變式傳感器溫度誤差及其補償
作者:admin 發布時間:2015/9/25 16:41:22 瀏覽次數:2129
(一)溫度誤差
理論的應變片的電阻只隨應變的變化而變化，但是實際上，電阻絲的電阻率及形狀都會隨溫度的變化而變化，因此其電阻值也會發生變化，從而產生溫度誤差。
當溫度變化時，總的電阻相對變化量為
其中，αt為敏感柵材料的電阻溫度系數，k為應變片靈敏系數，αg為試件的膨脹系數,αs為應變片敏感柵材料的膨脹系數。
相應的虛假應變為
為消除此項溫度誤差，必須采取溫度補償措施。
（二）溫度補償
通常補償溫度誤差的方法有自補償法和線路補償法
1．自補償法
（1）單絲自補償法
其原理是，適當選取柵絲的溫度系數及膨脹系數，使
從而使εt=0。
這種自補償應變片容易加工，成本低，但只適用特定試件材料，溫度補償范圍也較窄。
（2）組合式自補償法
這種方法是將兩種不同溫度系數的金屬絲串接組成，一種類型是選用兩種具有不同符號的電阻溫度系數的金屬絲；另一種是采用兩種同符號的電阻溫度系數的金屬絲，但兩種金屬絲所形成的電阻分別接到電橋的相鄰兩臂中。
2．線路補償法
常用的最好的補償方法是電橋補償法。它是通過以應變片作為電橋的一臂，而以與應變片同一材料的補償片為電橋的另一臂，使補償片與應變片有相同的溫度變化規律，根據電橋相鄰兩臂的電阻同時變化某一個量時將不會影響電橋輸出這一特性進行補償。
差動電橋因采用了兩個同一類型的應變片，只是其應變方向相反，故可直接對溫度誤差進行補償。
電橋補償法簡易可行，使用普通應變片可對各種試件材料在較大溫度范圍內進行補償，因而最為常用。
當然，除了采用補償片或差動應變片外，也可采用熱敏電阻進行補償。
理論的應變片的電阻只隨應變的變化而變化，但是實際上，電阻絲的電阻率及形狀都會隨溫度的變化而變化，因此其電阻值也會發生變化，從而產生溫度誤差。
當溫度變化時，總的電阻相對變化量為
其中，αt為敏感柵材料的電阻溫度系數，k為應變片靈敏系數，αg為試件的膨脹系數,αs為應變片敏感柵材料的膨脹系數。
相應的虛假應變為
為消除此項溫度誤差，必須采取溫度補償措施。
（二）溫度補償
通常補償溫度誤差的方法有自補償法和線路補償法
1．自補償法
（1）單絲自補償法
其原理是，適當選取柵絲的溫度系數及膨脹系數，使
從而使εt=0。
這種自補償應變片容易加工，成本低，但只適用特定試件材料，溫度補償范圍也較窄。
（2）組合式自補償法
這種方法是將兩種不同溫度系數的金屬絲串接組成，一種類型是選用兩種具有不同符號的電阻溫度系數的金屬絲；另一種是采用兩種同符號的電阻溫度系數的金屬絲，但兩種金屬絲所形成的電阻分別接到電橋的相鄰兩臂中。
2．線路補償法
常用的最好的補償方法是電橋補償法。它是通過以應變片作為電橋的一臂，而以與應變片同一材料的補償片為電橋的另一臂，使補償片與應變片有相同的溫度變化規律，根據電橋相鄰兩臂的電阻同時變化某一個量時將不會影響電橋輸出這一特性進行補償。
差動電橋因采用了兩個同一類型的應變片，只是其應變方向相反，故可直接對溫度誤差進行補償。
電橋補償法簡易可行，使用普通應變片可對各種試件材料在較大溫度范圍內進行補償，因而最為常用。
當然，除了采用補償片或差動應變片外，也可采用熱敏電阻進行補償。
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