《应变片3温度补偿》PPT课件

《《应变片3温度补偿》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、3.3.6应变片的温度误差及补偿1.应变片的温度误差由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。原因：1)电阻温度系数的影响敏感栅的电阻丝阻值随温度变化：Rt=R0(1+α0Δt)Rt——温度为t时的电阻值；R0——温度为t0时的电阻值；α0——温度为t0时金属丝的电阻温度系数；Δt——温度变化值，Δt=t—t0当温度变化Δt时，电阻丝电阻的变化值为：ΔRα=Rt—R0=R0α0Δt2)试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时：不论

2、环境温度如何变化，电阻丝的变形仍和自由状态一样，不会产生附加变形。当试件与电阻丝材料的线膨胀系数不同时，由于环境温度的变化，电阻丝会产生附加变形，从而产生附加电阻变化。设电阻丝和试件在温度为0℃时的长度均为l0,它们的线膨胀系数分别为βs和βg，若两者不粘贴，则它们的长度分别为ls=l0(1+βsΔt)lg=l0(1+βgΔt)当两者粘贴在一起时，电阻丝产生的附加变形Δl、附加应变εβ和附加电阻变化ΔRβ分别为由于温度变化而引起的应变片总电阻相对变化量为2.电阻应变片的温度补偿方法线路补偿和应

3、变片自补偿两大类。1)线路补偿法电桥补偿最常用且效果较好。电桥输出电压Uo与桥臂参数的关系为：Uo=A(R1R4—RBR3)A为常数，由桥臂电阻和电源电压决定。当R3和R4为常数时，R1和RB对电桥输出电压Uo的作用方向相反。利用这一关系可实现对温度的补偿。测量应变时，工作应变片R1粘贴在被测试件表面上，补偿应变片RB粘贴在与被测试件材料完全相同的补偿块上，且仅使工作应变片承受应变。当被测试件不承受应变时，R1和RB又处于同一环境温度为t的温度场中，调整电桥参数使之达到平衡。一般按R1=RB=R

4、3=R4选取桥臂电阻。当温度升高或降低Δt=t—t0时，两个应变片因温度而引起的电阻变化量相等，电桥仍处于平衡状态，即若此时被测试件有应变ε的作用，则R1又有新的增量ΔR1=R1Kε，而补偿片不承受应变，故不产生新的增量，此时电桥输出电压为电桥的输出电压Uo仅与被测试件的应变ε有关，而与环境温度无关。要实现完全补偿，须满足4个条件：①在应变片工作过程中，保证R3=R4。②R1和RB两个应变片应具有相同的参数：电阻温度系数α线膨胀系数β应变灵敏系数K初始电阻值R0③粘贴补偿片的补偿块材料和粘贴工作

5、片的被测试件材料必须一样，两者线膨胀系数相同。④两应变片应处于同一温度场。2)应变片的自补偿法利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿。要实现温度自补偿，必须有当被测试件的线膨胀系数βg已知时，合理选择敏感栅材料，即其电阻温度系数α0、灵敏系数K0以及线膨胀系数βs，满足上式。则不论温度如何变化，均有ΔRt/R0=0，从而达到温度自补偿的目的。3.4电阻应变片的测量电路由于机械应变一般都很小，要把微小应变引起的微小电阻变化测量出来，同时要把电阻相对变化转换为电压或电流的

6、变化，因此需要有专用的用于测量应变变化而引起电阻变化的测量电路。测量电路的分类：直流电桥交流电桥3.4.1直流电桥当RL→∞时，电桥输出电压为当电桥平衡时，Uo=0，则有R1R4=R2R3欲使电桥平衡，其相邻两臂电阻的比值应相等，或相对两臂电阻的乘积应相等。2.电压灵敏度应变片工作时，其电阻值变化很小，电桥的输出电压也很小，一般需加放大器进行放大。由于放大器的输入阻抗比桥路输出阻抗高很多，所以此时仍视电桥为开路情况。当受应变时，若应变片电阻变化为ΔR，其它桥臂固定不变，电桥输出电压Uo

7、≠0，则电桥不平衡，输出电压为设桥臂比n=R2/R1，由于ΔR1<

8、阻相对变化量ΔR1/R1一定时，电桥的输出电压及其灵敏度也是定值，且与各桥臂电阻阻值大小无关。3.非线性误差及其补偿方法以上推导略去了分母中的ΔR1/R1项，实际情况应按下式计算，输出电压与ΔR1/R1的关系是非线性的，非线性误差为如果是四等臂电桥，R1=R2=R3=R4，即n=1，则为了减小和克服非线性误差，常采用差动电桥如图3-10所示。在试件上安装两个工作应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂，称为半桥差动电路。该电桥输出电压为若ΔR1=ΔR2，R1=R2，R3=R4，则得