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应变式传感器温度误差及其补偿
作者:admin 发布时间:2015/9/25 16:41:22 浏览次数:1716
(一)温度误差
理论的应变片的电阻只随应变的变化而变化，但是实际上，电阻丝的电阻率及形状都会随温度的变化而变化，因此其电阻值也会发生变化，从而产生温度误差。
当温度变化时，总的电阻相对变化量为
其中，αt为敏感栅材料的电阻温度系数，k为应变片灵敏系数，αg为试件的膨胀系数,αs为应变片敏感栅材料的膨胀系数。
相应的虚假应变为
为消除此项温度误差，必须采取温度补偿措施。
（二）温度补偿
通常补偿温度误差的方法有自补偿法和线路补偿法
1．自补偿法
（1）单丝自补偿法
其原理是，适当选取栅丝的温度系数及膨胀系数，使
从而使εt=0。
这种自补偿应变片容易加工，成本低，但只适用特定试件材料，温度补偿范围也较窄。
（2）组合式自补偿法
这种方法是将两种不同温度系数的金属丝串接组成，一种类型是选用两种具有不同符号的电阻温度系数的金属丝；另一种是采用两种同符号的电阻温度系数的金属丝，但两种金属丝所形成的电阻分别接到电桥的相邻两臂中。
2．线路补偿法
常用的最好的补偿方法是电桥补偿法。它是通过以应变片作为电桥的一臂，而以与应变片同一材料的补偿片为电桥的另一臂，使补偿片与应变片有相同的温度变化规律，根据电桥相邻两臂的电阻同时变化某一个量时将不会影响电桥输出这一特性进行补偿。
差动电桥因采用了两个同一类型的应变片，只是其应变方向相反，故可直接对温度误差进行补偿。
电桥补偿法简易可行，使用普通应变片可对各种试件材料在较大温度范围内进行补偿，因而最为常用。
当然，除了采用补偿片或差动应变片外，也可采用热敏电阻进行补偿。
理论的应变片的电阻只随应变的变化而变化，但是实际上，电阻丝的电阻率及形状都会随温度的变化而变化，因此其电阻值也会发生变化，从而产生温度误差。
当温度变化时，总的电阻相对变化量为
其中，αt为敏感栅材料的电阻温度系数，k为应变片灵敏系数，αg为试件的膨胀系数,αs为应变片敏感栅材料的膨胀系数。
相应的虚假应变为
为消除此项温度误差，必须采取温度补偿措施。
（二）温度补偿
通常补偿温度误差的方法有自补偿法和线路补偿法
1．自补偿法
（1）单丝自补偿法
其原理是，适当选取栅丝的温度系数及膨胀系数，使
从而使εt=0。
这种自补偿应变片容易加工，成本低，但只适用特定试件材料，温度补偿范围也较窄。
（2）组合式自补偿法
这种方法是将两种不同温度系数的金属丝串接组成，一种类型是选用两种具有不同符号的电阻温度系数的金属丝；另一种是采用两种同符号的电阻温度系数的金属丝，但两种金属丝所形成的电阻分别接到电桥的相邻两臂中。
2．线路补偿法
常用的最好的补偿方法是电桥补偿法。它是通过以应变片作为电桥的一臂，而以与应变片同一材料的补偿片为电桥的另一臂，使补偿片与应变片有相同的温度变化规律，根据电桥相邻两臂的电阻同时变化某一个量时将不会影响电桥输出这一特性进行补偿。
差动电桥因采用了两个同一类型的应变片，只是其应变方向相反，故可直接对温度误差进行补偿。
电桥补偿法简易可行，使用普通应变片可对各种试件材料在较大温度范围内进行补偿，因而最为常用。
当然，除了采用补偿片或差动应变片外，也可采用热敏电阻进行补偿。
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