電阻傳感器溫度誤差產(chǎn)生原因
用作測量應(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。實際上應(yīng)變片的阻值受環(huán)境溫度(包括被測試件的溫度)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，從而產(chǎn)生很大的測量誤差，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)的影響當試件與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)相同時,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,不會產(chǎn)生附加變形。
當試件與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同時，由于環(huán)境溫度的變化，電阻絲會產(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時的長度均為10,它們的線膨脹系數(shù)分別為βs和βg，若兩者不粘貼，則它們的長度分別為Is=l0 (1+βsOt) ，lg=l0 ( 1+βgOt) ?(3)
當兩者粘貼在一起時,電阻絲產(chǎn)生的附加變形0I、附加應(yīng)變ε和附加電阻變化ORβ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) 以及被測試件線膨脹系數(shù)g有關(guān)。
溫度對應(yīng)變特性的影響，除了.上述兩個方面，還將會影響粘合劑傳遞變形的能力等。但在常溫下，上述兩個方面是造成應(yīng)變片溫度誤差的主要
電阻傳感器溫度補償
①選擇式自補償應(yīng)變片
由前式知，若使應(yīng)變片在溫度變化△t時的熱輸出值為零，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)的材料手冊中查到。在選擇應(yīng)變片時，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，即可實現(xiàn)溫度自補償。具有這種敏感柵的應(yīng)變片稱為單絲自補償應(yīng)變片。
單絲自補償應(yīng)變片的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，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，否則不能達到溫度自補償?shù)哪康摹?/p>
②雙金屬敏感柵自補償應(yīng)變片
由兩種不同電阻溫度系數(shù)(一~種為正值，一-種為負值)的材料串聯(lián)組成敏感柵，以達到一定的溫度范圍內(nèi)在一定材料的試件.上實現(xiàn)溫度補償?shù)模鐖D。這種，應(yīng)變片的自補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，符號相反， ?即
補償效果可達士0.45u&/ °C
電路補償法
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Rz、 Ra為常數(shù)時，R,和R2對輸出電壓的作用方向相反。利用這個基本特性可實現(xiàn)對溫度的補償，并且補償效果較好，這是最常用的補償方法
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