電阻傳感器溫度誤差產(chǎn)生原因
用作測(cè)量應(yīng)變的金屬應(yīng)變片，希望其阻值僅隨應(yīng)變變化，而不受其它因素的影響。實(shí)際上應(yīng)變片的阻值受環(huán)境溫度(包括被測(cè)試件的溫度)影響很大。由于環(huán)境溫度變化引起的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎有相同的數(shù)量級(jí)，從而產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差，稱為應(yīng)變片的溫度誤差，又稱熱輸出。因環(huán)境溫度改變而引起電阻變化的兩個(gè)主要因素:
應(yīng)變片的電阻絲(敏感柵)具有-一定溫度系數(shù);電阻絲材料 與測(cè)試材料的線膨脹系數(shù)不同。
電阻溫度系數(shù)的影響應(yīng)変片敏感柵的電阻絲阻値隨溫度変化的關(guān)系可用下式表示:Rt=RO ( 1+?琢0) ?駐t (1)
式中:Rt--溫 度勺坿的屯阻値; RO一-溫 度勺to吋的屯阻値; ?琢0一一溫 度勺to吋金屬坐的屯阻溫度系數(shù); Ot--溫度変化値，Ot=t-t0。
當(dāng)溫度変化△吋,屯阻竺屯阻的変化値カ:OR=Rt-RO=RO?琢OOt
試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響當(dāng)試件與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)相同時(shí),不論環(huán)境溫度如何變化，電阻絲的變形仍和自由狀態(tài)一樣,不會(huì)產(chǎn)生附加變形。
當(dāng)試件與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同時(shí)，由于環(huán)境溫度的變化，電阻絲會(huì)產(chǎn)生附加變形，從而產(chǎn)生附加電阻變化。設(shè)電阻絲和試件在溫度為0C時(shí)的長(zhǎng)度均為10,它們的線膨脹系數(shù)分別為βs和βg，若兩者不粘貼，則它們的長(zhǎng)度分別為Is=l0 (1+βsOt) ，lg=l0 ( 1+βgOt) ?(3)
當(dāng)兩者粘貼在一起時(shí),電阻絲產(chǎn)生的附加變形0I、附加應(yīng)變?chǔ)藕透郊与娮枳兓疧Rβ分別為0=Ig-Is= (βg-Bs) l00t (4)εβ=m= ( βg-βs) Ot, ORt=K0R0εβ=KOR0 ( Bg-Bs) Ot (5)那么由于溫度變化而引起的應(yīng)變片總電阻相對(duì)變化量為m=m=[?琢0+K0 ( βg-βs) ]Ot (6)
折合成附加應(yīng)變量或虛假的應(yīng)et，有εt=n=n+(βg-βs) Ot (7)
由式(6)和式(7)可知，因環(huán)境溫度變化而引起的附加電阻的相對(duì)變化量，除了與環(huán)境溫度有關(guān)外，還與應(yīng)變片自身的性能參數(shù)(K0, ?琢0，βs) 以及被測(cè)試件線膨脹系數(shù)g有關(guān)。
溫度對(duì)應(yīng)變特性的影響，除了.上述兩個(gè)方面，還將會(huì)影響粘合劑傳遞變形的能力等。但在常溫下，上述兩個(gè)方面是造成應(yīng)變片溫度誤差的主要
電阻傳感器溫度補(bǔ)償
①選擇式自補(bǔ)償應(yīng)變片
由前式知，若使應(yīng)變片在溫度變化△t時(shí)的熱輸出值為零，必須使 ?a,+ K(β.-B,)=0
即 ?a, = K(β。-β)
每-種材料的被測(cè)試件，其線膨脹系數(shù)β都為確定值， ?可以在有關(guān)的材料手冊(cè)中查到。在選擇應(yīng)變片時(shí)，若應(yīng)變片的敏感柵是用單一一的合金絲制成，并使其電阻溫度系數(shù)a,和線膨脹系數(shù)β.滿足上式的條件，即可實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償。具有這種敏感柵的應(yīng)變片稱為單絲自補(bǔ)償應(yīng)變片。
單絲自補(bǔ)償應(yīng)變片的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和使用都比較方便，但它必須在具有一定線膨脹系數(shù)材料的試件_上使用，否則不能達(dá)到溫度自補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>
②雙金屬敏感柵自補(bǔ)償應(yīng)變片
由兩種不同電阻溫度系數(shù)(一~種為正值，一-種為負(fù)值)的材料串聯(lián)組成敏感柵，以達(dá)到一定的溫度范圍內(nèi)在一定材料的試件.上實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)?，如圖。這種，應(yīng)變片的自補(bǔ)償條件要求粘貼在某種試件_上的兩段敏感柵，隨溫度變化而產(chǎn)生的電阻增量大小相等，符號(hào)相反， ?即
補(bǔ)償效果可達(dá)士0.45u&/ °C
電路補(bǔ)償法
如圖，電橋輸出電壓與橋臂參數(shù)的關(guān)系為
Usc=A(RR4 R,R)
式中A一由橋臂電阻和電源電壓決定的常數(shù)。
由.上式可知，當(dāng)Rz、 Ra為常數(shù)時(shí)，R,和R2對(duì)輸出電壓的作用方向相反。利用這個(gè)基本特性可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的補(bǔ)償，并且補(bǔ)償效果較好，這是最常用的補(bǔ)償方法
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