理论教育 电桥误差及其补偿方法

电桥误差及其补偿方法

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:消除应变测试中的温度误差的措施称为温度补偿。进行应变测试时,工作片会产生因试件受力变形引起的电阻变化以及因温度变化引起的电阻变化,补偿片只有和工作片相同的因温度变化引起的电阻变化。利用桥路补偿消除温度误差要注意以下4点:①工作片和补偿片的特性应完全相同,即初始电阻、灵敏度系数、电阻温度系数及线膨胀系数都要完全相同。②补偿块和被测试件的材料必须相同,主要是要求两者的线膨胀系数要相同。

电桥误差及其补偿方法

在测量应变时,希望电阻应变片电阻只随应变的变化而变化,但实际上影响应变片电阻的因素很多,如温度、引线和压力等都会引起应变片电阻变化。本章只讨论温度引起的误差以及温度补偿。

温度误差产生的原因主要有两个:一是因为电阻应变片的敏感栅在温度变化时电阻率会发生变化引起电阻变化;二是因为应变片敏感栅材料与被测试件材料的线膨胀系数不同导致应变片产生附加应变。

消除应变测试中的温度误差的措施称为温度补偿。温度补偿一般有两种方式,即组合式自补偿应变片和桥路补偿。

(1)组合式自补偿应变片

这种应变片的敏感栅是由电阻温度系数相反的两种电阻丝串联而成的。当温度变化时,如果两段电阻丝随温度变化产生的电阻变化量相等,由于它们的电阻温度系数是相反的,因此温度变化引起的敏感栅电阻变化刚好可以抵消,实现温度补偿。

(2)桥路补偿(www.daowen.com)

桥路补偿是利用电桥的和差特性来消除应变片的温度误差。将两个特性完全相同的应变片连接在电桥相邻桥臂上,一个应变片粘贴在被测试件表面,该应变片称为工作应变片,简称工作片;另一个应变片粘贴在和被测试件材料相同的补偿块上,放置在被测试件附近,该应变片为补偿应变片,简称补偿片。进行应变测试时,工作片会产生因试件受力变形引起的电阻变化以及因温度变化引起的电阻变化,补偿片只有和工作片相同的因温度变化引起的电阻变化。由于两应变片的特性相同,因此,相同的温度变化产生的电阻变化是相同的,同时,由于两个应变片是接在相邻桥臂上,根据和差特性,由温度变化引起的电阻变化即被抵消掉了,最后电桥的输出电压中只含有因试件受力变形引起的电阻变化。利用桥路补偿消除温度误差要注意以下4点:

①工作片和补偿片的特性应完全相同,即初始电阻、灵敏度系数、电阻温度系数及线膨胀系数都要完全相同。

②补偿块和被测试件的材料必须相同,主要是要求两者的线膨胀系数要相同。

③工作片和补偿片的工作温度要相同,即它们处于同一温度场中。

④工作片和补偿片应接在电桥中相邻桥臂上。

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