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应变片的温度误差及补偿.docx

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应变片的温度误差及补偿.docx

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文档介绍:: .
应变片的温度误差及补偿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: .
应变片的温度误差及补偿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。产生应变片温度误差的主要因素有:
电阻温度系数的影响敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示:
(1+a0At(3-14)式中:Rt——温度为tC时的电阻值;R0——温度为tC时的电阻值;a0—一届丝的电阻温度系数;
——温度变化值,△t=t0。
当温度变化△t时,电阻丝电阻的变化值为-R0=R0a0A(t3-15)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。当试件和电阻丝线膨胀系数不同时,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。
设电阻丝和试件在温度为0C时的长度均为L0,它们的线膨胀系数分别为6s和6g,若两者不粘贴,则它们的长度分别为(1+6sAt(3-16)Lg=L0(1+6gAt(3-17)当二者粘贴在一起时,电阻丝产生的附加变形△L,附加应变£闻附加电阻变化△R份别为
△L=Lg-Ls=(6g6s)L0△t(318)£6=△LL0fg0s)At(3-19)
R6=K0R0£6=K0R0(s))g4?0)由式(3-15)和式(3-20),可得由丁温度变化而引起应变片总电阻相对变化量为外与折合成附加应变量或虚假的应变£t,有
竺与=专-=[芝+(片一时]心=7位由式(3-21)和式(3-22)可知,因环境温度变化而引起的附加电阻的相对变化量,除了与环境温度有关外,还与应变片自身的性能参数(K0,a0,6s)以及被测试件线膨胀系数60关。
电阻应变片的温度补偿方法电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿法和应变片自补偿两大类。
1)线路补偿法电桥补偿是最常用的且效果较好的线路补偿法。图3-4所示是电桥补偿法的原理图。电桥输出电压Uo与桥臂参数的关系为(R1R4-RBR3)(3-23)式中:A——由桥臂电阻和电源电压决定的常数R1-工作应变片;RB-补偿应变片由上式可知,当R3和R4为常数时,R1和RB对电桥输出电压U0的作用方向相反。利用这一基本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,且仅工作应变片承受应变。如图3-4所示。
当被测试件不承受应变时,R1和RB乂处丁同一环境温度为tC的温度场中,调整电桥参数,使之达到平■衡,有(R1R4-RBR3)=0(3-2)
图3-4电桥补偿法
工程上,一般按R1=R2=R3=R4选取桥臂电阻。当温度升高或降低△t=tt0时,两个应变片的因温度而引起的电阻变化量相等,电桥仍处丁平衡状态,即[(R1+△R1t)R4-(RB+△RBt)R3]=0(3