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简述应变电阻传感器的温度差错和温度补偿原理

本站为您提供的简述应变电阻传感器的温度误差和温度补偿原理,用作测量应变的金属应变片,希望其阻值仅随应变变化,而不受其它因素的影响。实际上应变片的阻值受环境温度(包括被测试件的温度)影响很大。由于环境温度变化引起的电阻变化与试件应变所造成的电阻变化几乎有相同的数量级,从而产生很大的测量误差,称为应变片的温度误差,又称热输出。因环境温度改变而引起电阻变化的两个主要因素:

电阻传感器温度差错发生原因

用作丈量应变的金属应变片,期望其阻值仅随应变改动,而不受其它要素的影响。实际上应变片的阻值受环境温度(包含被测验件的温度)影响很大。因为环境温度改动引起的电阻改动与试件应变所形成的电阻改动简直有相同的数量级,然后发生很大的丈量差错,称为应变片的温度差错,又称热输出。因环境温度改动而引起电阻改动的两个首要要素:

应变片的电阻丝(灵敏栅)具有-必定温度系数;电阻丝资料 与测验资料的线膨胀系数不同。

电阻温度系数的影呼应変片灵敏柵的电阻丝阻値随温度変化的联系可用下式表明:Rt=RO ( 1+?琢0) ?駐t (1)

式中:Rt–温 度勺坿的屯阻値; RO一-温 度勺to吋的屯阻値; ?琢0逐个温 度勺to吋金属坐的屯阻温度系数; Ot–温度変化値,Ot=t-t0。

当温度変化△吋,屯阻竺屯阻的変化値カ:OR=Rt-RO=RO?琢OOt

试件资料和电阻丝资料的线膨胀系数的影响当试件与电阻丝资料的线膨胀系数相一起,不管环境温度怎么改动,电阻丝的变形仍和自在状况相同,不会发生附加变形。

当试件与电阻丝资料的线膨胀系数不一起,因为环境温度的改动,电阻丝会发生附加变形,然后发生附加电阻改动。设电阻丝和试件在温度为0C时的长度均为10,它们的线膨胀系数分别为βs和βg,若两者不张贴,则它们的长度分别为Is=l0 (1+βsOt) ,lg=l0 ( 1+βgOt)  (3)

当两者张贴在一起时,电阻丝发生的附加变形0I、附加应变ε和附加电阻改动ORβ分别为0=Ig-Is= (βg-Bs) l00t (4)εβ=m= ( βg-βs) Ot, ORt=K0R0εβ=KOR0 ( Bg-Bs) Ot (5)那么因为温度改动而引起的应变片总电阻相对改动量为m=m=[?琢0+K0 ( βg-βs) ]Ot (6)

折组成附加应变量或虚伪的应et,有εt=n=n+(βg-βs) Ot (7)

由式(6)和式(7)可知,因环境温度改动而引起的附加电阻的相对改动量,除了与环境温度有关外,还与应变片本身的性能参数(K0, ?琢0,βs) 以及被测验件线膨胀系数g有关。

温度对应变特性的影响,除了.上述两个方面,还将会影响粘合剂传递变形的才能等。但在常温下,上述两个方面是形成应变片温度差错的首要

电阻传感器温度补偿

①挑选式自补偿应变片

由前式知,若使应变片在温度改动△t时的热输出值为零,有必要使  a,+ K(β.-B,)=0

即  a, = K(β。-β)

每-种资料的被测验件,其线膨胀系数β都为确认值,  能够在有关的资料手册中查到。在挑选应变片时,若应变片的灵敏栅是用单逐个的合金丝制成,并使其电阻温度系数a,和线膨胀系数β.满意上式的条件,即可完成温度自补偿。具有这种灵敏栅的应变片称为单丝自补偿应变片。

单丝自补偿应变片的长处是结构简略,制造和运用都比较便利,但它有必要在具有必定线膨胀系数资料的试件_上运用,不然不能到达温度自补偿的意图。

②双金属灵敏栅自补偿应变片

由两种不同电阻温度系数(一~种为正值,一-种为负值)的资料串联组成灵敏栅,以到达必定的温度规模内涵必定资料的试件.上完成温度补偿的,如图。这种,应变片的自补偿条件要求张贴在某种试件_上的两段灵敏栅,随温度改动而发生的电阻增量巨细持平,符号相反,  即

简述应变电阻传感器的温度差错和温度补偿原理

补偿作用可达士0.45u&/ °C

电路补偿法

如图,电桥输出电压与桥臂参数的联系为

Usc=A(RR4 R,R)

式中A一由桥臂电阻和电源电压决议的常数。

简述应变电阻传感器的温度差错和温度补偿原理

由.上式可知,当Rz、 Ra为常数时,R,和R2对输出电压的作用方向相反。使用这个根本特性可完成对温度的补偿,而且补偿作用较好,这是最常用的补偿办法

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