電阻應變片的補償方法(金屬應變片的溫度補償方法)
1.金屬應變片的溫度補償方法有哪些
電阻應變片對溫度變化十分敏感。當環(huán)境溫度變化時(shí)，因應變片的線(xiàn)膨脹系數與被測構件的線(xiàn)膨脹系數不同，且敏感柵的電阻值隨溫度的變化而變化，所以測得應變將包含溫度變化的影響，不能反映構件的實(shí)際應變，因此在測量中必須設法消除溫度變化的影響。
消除溫度影響的措施是溫度補償。在常溫應變測量中溫度補償的方法是采用橋路補償法。它是利用電橋特性進(jìn)行溫度補償的。
1.補償塊補償法 把粘貼在構件被測點(diǎn)處的應變片稱(chēng)為工作片，接入電橋的AB橋臂；另外以相同規格的應變片粘貼在與被測構件相同材料但不參與變形的一塊材料上，并與被測構件處于相同溫度條件下，稱(chēng)為溫度補償片，將它接入電橋與工作片組成測量電橋的半橋，電橋的另外兩橋臂為應變儀內部固定無(wú)感標準電阻，組成等臂電橋。有電橋特性可知，只要將補償片正確的接在橋路中即可消除溫度變化所產(chǎn)生的影響。
2.工作片補償法 這種方法不需要補償片和補償塊，而是在同一被測構件上粘貼幾個(gè)工作應變片，根據電橋的基本特性及構件的受力情況，將工作片正確地接入電橋中，即可消除溫度變化所引起的應變，得到所需測量的應變。
2.電阻應變片的測量電路有哪些
第一個(gè)問(wèn)題：電阻應變片的測量電路 在使用應變片測量應變時(shí)，必須用適當的辦法測量其電阻值的微小變化。
為此，一般是把應變片接入某種電路，讓其電阻值的變化對電路進(jìn)行某種控制，使電路輸出一個(gè)能模擬該電阻值變化的信號，然后，只要對這個(gè)電信號進(jìn)行相應的處理就行了。常規電測法使用的電阻應變儀的輸入回路叫做應變電橋，它是以應變片作為其部分或全部橋臂的四臂電橋。
它能把應變片電阻值的微小變化轉化成輸出電壓的變化。在此，僅以直流電壓電橋為例加以說(shuō)明。
一、電橋的輸出電壓 電阻應變儀中的電橋線(xiàn)路如圖A-4所示，它是以應變片或電阻元件作為電橋橋臂。可取為應變片、和為應變片或~均為應變片等幾種形式。
、和、分別為電橋的輸入端和輸出端。根據電工學(xué)原理，可導出當輸入端加有電壓時(shí)，電橋的輸出電壓為當時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)。
因此，電橋的平衡條件為。當處于平衡的電橋中各橋臂的電阻值分別有、、和的變化時(shí)，可近似地求得電橋的輸出電壓為由此可見(jiàn)，應變電橋有一個(gè)重要的性質(zhì)：應變電橋的輸出電壓與相鄰兩橋臂的電阻變化率之差、相對兩橋臂電阻變化率之和成正比。
對于平衡電橋，如果相鄰兩橋臂的電阻變化率大小相等、符號相同，或相對兩橋臂的電阻變化率大小相等、符號相反，則電橋將不會(huì )改變其平衡狀態(tài)，即保持。如果電橋的四個(gè)橋臂均接入相同的應變片，則有式中，~分別為接入電橋四個(gè)橋臂的應變片的應變值。
圖A-4 電橋原理 圖A-5 半橋單臂溫度補償接法 二、溫度效應的補償 貼有應變片的構件總是處在某一溫度場(chǎng)中。若敏感柵材料的線(xiàn)膨脹系數與構件材料的線(xiàn)膨脹系數不相等，則當溫度發(fā)生變化時(shí)，由于敏感柵與構件的伸長(cháng)（或縮短）量不相等，在敏感柵上就會(huì )受到附加的拉伸（或壓縮），從而會(huì )引起敏感柵電阻值的變化，這種現象稱(chēng)為溫度效應。
敏感柵電阻值隨溫度的變化率可近似地看作與溫度成正比。溫度的變化對電橋的輸出電壓影響很大，嚴重時(shí)，每升溫，電阻應變片中可產(chǎn)生幾十微應變。
顯然，這是非被測（虛假）的應變，必須設法排除。排除溫度效應的措施，稱(chēng)為溫度補償。
根據電橋的性質(zhì)，溫度補償并不困難。只要用一個(gè)應變片作為溫度補償片，將它粘貼在一塊與被測構件材料相同但不受力的試件上。
將此試件和被測構件放在一起，使它們處于同一溫度場(chǎng)中。粘貼在被測構件上的應變片稱(chēng)為工作片。
在連接電橋時(shí)，使工作片與溫度補償片處于相鄰的橋臂，如圖A-5所示。因為工作片和溫度補償片的溫度始終相同，所以它們因溫度變化所引起的電阻值的變化也相同，又因為它們處于電橋相鄰的兩臂，所以并不產(chǎn)生電橋的輸出電壓，從而使得溫度效應的影響被消除。
必須注意，工作片和溫度補償片的電阻值、靈敏系數以及電阻溫度系數應相同，分別粘貼在構件上和不受力的試件上，以保證它們因溫度變化所引起的應變片電阻值的變化相同。 三、應變片的布置和在電橋中的接法 應變片感受的是構件表面某點(diǎn)的拉應變或壓應變。
在有些情況下，該應變可能與多種內力（比如軸力和彎矩）有關(guān)。有時(shí)，只需測量出與某種內力所對應的應變，而要把與其它內力所對應的應變從總應變中排除掉。
顯然，應變片本身不會(huì )分辨各種應變成分，但是只要合理地選擇粘貼應變片的位置和方向，并把應變片合理地接入電橋，就能利用電橋的性質(zhì)，從比較復雜的組合應變中測量出指定的應變。應變片在電橋中的接法常有以下三種形式：（1）半橋單臂接法 如圖A-5所示，將一個(gè)工作片和一個(gè)溫度補償片分別接入兩個(gè)相鄰橋臂，另兩個(gè)橋臂接固定電阻。
如果工作片的應變?yōu)椋瑒t電橋的輸出電壓為（2）半橋雙臂接法 如圖A-6所示，將兩個(gè)工作片接入電橋的兩個(gè)相鄰橋臂，另兩個(gè)橋臂接固定電阻，兩個(gè)工作片同時(shí)互為溫度補償片。如果工作片的應變分別為和，則電橋的輸出電壓為若，則電橋的輸出電壓為即為半橋單臂接法的兩倍。
圖A-6 半橋雙臂接法 圖A-7 全橋接法（3）全橋接法 如圖A-7所示，電橋的四個(gè)橋臂全部接入工作片，如果工作片的應變分別為、、和，則電橋的輸出電壓為若，則電橋的輸出電壓為即為半橋單臂接法的四倍。必須注意，接入同一電橋各橋臂的應變片（工作片或溫度補償片）的電阻值、靈敏系數和電阻溫度系數均應相同。
應變片在構件上的布置可根據具體情況靈活采取各種不同的方法。應變片在構件上的布置和在電橋中的接法可參見(jiàn)有關(guān)資料。
第二個(gè)問(wèn)題：根據電橋的性質(zhì)，溫度補償并不困難。只要用一個(gè)應變片作為溫度補償片，將它粘貼在一塊與被測構件材料相同但不受力的試件上。
將此試件和被測構件放在一起，使它們處于同一溫度場(chǎng)中。粘貼在被測構件上的應變片稱(chēng)為工作片。
在連接電橋時(shí)，使工作片與溫度補償片處于相鄰的橋臂，如圖A-5所示。因為工作片和溫度補償片的溫度始終相同，所以它們因溫度變化所引起的電阻值的變化也相同，又因為它們處于電橋相鄰的兩臂，所以并不產(chǎn)生電橋的輸出電壓，從而使得溫度效應的影響被消除。
3.電阻應變試傳感器測量電路中.所采用的溫度補償法分為什么和什么
電阻應變式傳感器測量電路中，所采用的溫度補償方法：
1、線(xiàn)路補償方法，效果最好的是電橋補償方法。
2、應變片的自補償方法。
電阻應變式傳感器：
電阻應變式傳感器（straingauge type transducer ）以電阻應變計為轉換元件的電阻式傳感器。電阻應變式傳感器由彈性敏感元件、電阻應變計、補償電阻和外殼組成，可根據具體測量要求設計成多種結構形式。彈性敏感元件受到所測量的力而產(chǎn)生變形，并使附著(zhù)其上的電阻應變計一起變形。電阻應變計再將變形轉換為電阻值的變化，從而可以測量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。
電阻應變式傳感器的應用與優(yōu)點(diǎn)：
常用的電阻應變式傳感器有應變式測力傳感器、應變式壓力傳感器、應變式扭矩傳感器（見(jiàn)轉矩傳感器）、應變式位移傳感器（見(jiàn)位移傳感器）、應變式加速度傳感器（見(jiàn)加速度計）和測溫應變計等。電阻應變式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是精度高，測量范圍廣壽命長(cháng)，結構簡(jiǎn)單，頻響特性好，能在惡劣條件下工作，易于實(shí)現小型化、整體化和品種多樣化等。
電阻應變式傳感器的缺點(diǎn)：
它的缺點(diǎn)是對于大應變有較大的非線(xiàn)性、輸出信號較弱，但可采取一定的補償措施。因此它廣泛應用于自動(dòng)測試和控制技術(shù)中。
4.簡(jiǎn)述電阻應變式傳感器的溫度補償原理
電阻應變片的溫度補償方法通常有應變片自補償法和橋路補償法兩類(lèi)。
應變片自補償法師通過(guò)精心選配敏感柵材料與結構參數，使得當溫度變化時(shí)，產(chǎn)生的附加應變?yōu)榱慊蛳嗷サ窒＞唧w可包括單絲自補償法和雙絲組合式自補償法。
橋路補償法：如下圖所示電橋，其中R1為工作應變片，R2為補償應變片。工作應變片貼在被測試件表面上，R2粘貼在一塊與試件材料完全相同的補償塊上，不承受應變，自由的放在試件上或附近。
當溫度發(fā)生變化時(shí)，R1和R2的電阻都發(fā)生變化，由于溫度變化相同，且R1、R2為相同應變片，所以R1、R2的電阻變化相同，這時(shí)電橋輸出不受影響，即是說(shuō)電橋的輸出與溫度變化無(wú)關(guān)，只與被測應變有關(guān)，從而起到溫度補償的作用。
電阻應變式傳感器由彈性敏感元件、電阻應變計、補償電阻和外殼組成，可根據具體測量要求設計成多種結構形式。
彈性敏感元件受到所測量的力而產(chǎn)生變形，并使附著(zhù)其上的電阻應變計一起變形。電阻應變計再將變形轉換為電阻值的變化，從而可以測量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。
擴展資料：
傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產(chǎn)生機械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類(lèi)，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優(yōu)點(diǎn)。
測振時(shí)，把它固定在被測物上，使儀器的外殼與結構物儀器振動(dòng)，直接測量的是質(zhì)量塊相對于外殼的振動(dòng)。應變式加速度計是將電阻應變效應與系統慣性力原理良好的組合，在實(shí)際的測試工作中具有很好的應用性。
在一些電子產(chǎn)品中，會(huì )用到一些正溫度系數和負溫度系數的電子元件，以電阻為例正溫度系數的隨溫度升高，電阻值升高，負溫度系數的正好相反。
應用中，比如做一塊傳感器，如果單用一種溫度系數的元件，誤差相對會(huì )比較大，如果用正負溫度系數的元件相結合，正好正負相平衡，誤差相對會(huì )比較小。
參考資料來(lái)源：搜狗百科--電阻應變式傳感器
