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電阻應(yīng)變計(jì)的溫度誤差及補(bǔ)償

時(shí)間:2014-4-21閱讀:4118
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將應(yīng)變計(jì)安裝在具有某一線膨脹系數(shù)的試件上,試件可以自由膨脹并不受外力作用,在緩慢升(或降)溫的均勻溫度場(chǎng)內(nèi),由溫度變化引起的指示應(yīng)變,就是應(yīng)變計(jì)在該線膨脹系數(shù)為。
  
  在用應(yīng)變計(jì)測(cè)量時(shí),由于環(huán)境溫度的變化所引起的電阻變化與試件受應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎在相同的數(shù)量級(jí)上,從而產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差,該誤差稱之為應(yīng)變計(jì)的溫度誤差。如果不采取必要的補(bǔ)償措施克服溫度的影響,測(cè)量精度將無(wú)法保證。
  
  1.電阻應(yīng)變計(jì)的溫度誤差
  
  產(chǎn)生溫度誤差的主要原因有以下兩個(gè):①電阻溫度系數(shù)的影響。它是由敏感柵材料具有的線膨脹系數(shù)引起的。②試件材料的線膨脹系數(shù)久和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響。
  
  2.電阻應(yīng)變計(jì)的溫度補(bǔ)償為消除溫度誤差,可以采用自補(bǔ)償法和線路補(bǔ)償法進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
  
  1)白補(bǔ)做法
  
  (1)單絲自補(bǔ)償法。
  
  對(duì)于結(jié)定的試件,可以適當(dāng)選擇敏感柵的材抖.使其線膨脹系數(shù)。及膨脹系數(shù)久均試件材料的線膨脹系數(shù)人相匹配,則qJ在一定溫度范閑內(nèi)近行補(bǔ)償:為怔這種自補(bǔ)償航變計(jì)能適用于不同材料的試件實(shí)際上常選用康銅或鎳鉻鋁等合金作柵紳材料,并通過(guò)改變合金成分,或以本間的熱處理規(guī)范來(lái)調(diào)招柵絲的溫度系數(shù)。
  
  這種補(bǔ)償方法的zui大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)中.制造版用方便,成本低i缺點(diǎn)是只適用于特定的試件材料,溫度補(bǔ)償范圍也較窄。
  
  (2)組合式自補(bǔ)償法!應(yīng)交計(jì)的敏感柵是山兩種州司線膨脹系數(shù)的金居絲串接組成的。它具合兩種組合力式。
  
  兩者具合不同符號(hào)的電附線膨脹系數(shù),共結(jié)構(gòu)如圖315所小。應(yīng)變計(jì)電N1由R9和風(fēng)
  
  兩部分組成,它們的電阻線膨脹系數(shù)一個(gè)為正、另一個(gè)為負(fù)、邊過(guò)實(shí)驗(yàn)與計(jì)算,調(diào)整和的比例,使溫度變化時(shí)產(chǎn)個(gè)的電阻變化滿足就可在一定溫度范圍內(nèi)和一定試件材料上達(dá)到溫度誤差糾補(bǔ)償?shù)娜盏模瑬沤z可用康銅,也可用康鋼—鎳鉻、康銅—鎳串聯(lián)制成。這種力法的補(bǔ)償效果要比率絲補(bǔ)償好。
  
  由電橋原理可知,這樣連接的電路,由溫度變化引起的電橋相鄰兩臂的電阻變化相等或很接近,所以.附加的輸出電壓幾乎為零。這種補(bǔ)償可達(dá)到很高的高精度。其缺點(diǎn)是只適合于特定的試件材料。此外,雖然補(bǔ)償電阻小得多。但在橋路中與工作柵敏感的應(yīng)變起抵消作用,從而降低了應(yīng)變計(jì)的靈敏度。
  
  2)線路補(bǔ)償法
  
  (1)電橋補(bǔ)償法。也稱補(bǔ)償片法,它是應(yīng)用較廣的補(bǔ)償方法。測(cè)量時(shí),工作應(yīng)變計(jì)R?安裝在被測(cè)試件上,而另選一片特性與相同的補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)粘貼在與被測(cè)試件材料*相同的補(bǔ)償塊上,并置于試件附近,與試件有相同的溫度變化,但不承受應(yīng)變與接人電橋的相鄰橋臂,而另兩個(gè)橋管與的電阻相等。根據(jù)電橋原理可知,可補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)的溫度誤差,電橋的輸出電壓與溫度變化無(wú)關(guān)。在實(shí)際使用中,可以將兩個(gè)應(yīng)變計(jì)和分貼于應(yīng)變梁的上下兩面對(duì)稱的位置和特性相同,按半橋差動(dòng)接法,既可使輸出電壓增加一倍,又可達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?br />  
  電橋補(bǔ)償法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便,使用普通應(yīng)變計(jì)可對(duì)各種試件材料在較大的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)償,特別是在常溫下效果較好.因而zui為常用。其缺點(diǎn)是在溫度變化梯度較大的情況下.很難做到工作片與補(bǔ)償片溫度處于*一致.因而影響補(bǔ)償效果。
  
  (2)熱敏電阻補(bǔ)償法。熱敏電阻民與應(yīng)變計(jì)R1處于相同的溫度條件下,當(dāng)應(yīng)變計(jì)的靈敏度系數(shù)隨溫度的升高而下降時(shí),熱敏電阻民的阻值也隨之下降,從而使電橋的輸入電壓隨溫度的升高而增加,這樣提高了電橋的輸出電壓,補(bǔ)償了因應(yīng)變計(jì)溫度變化引起的輸出下降。適當(dāng)?shù)剡x擇分流電阻R5的阻值.可以得到良好的補(bǔ)償。
  
  (3)串聯(lián)二極管法。在電橋供電回路中申接二極管,也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變計(jì)的溫度補(bǔ)償。因?yàn)槎O管的溫度特性呈負(fù)特性.溫度短升高l℃時(shí).正向壓降約減小熱敏電阻補(bǔ)償法,這樣苦將適當(dāng)數(shù)量的二極管申聯(lián)在電橋的供屯回路中,供電電源采用怔壓源,那么.當(dāng)溫度升高時(shí)、應(yīng)變計(jì)的靈敏度下降,使電橋的輸出減小;二極管的正向壓降卻隨濕度的升高而減小、于是供給電橋的電壓、擱大,位電忻輸出也增大,補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)溫度變化引起的輸出下降。反之,溫度降低時(shí),應(yīng)變計(jì)的靈敏度增大,電橋的輸出也增大;但二極管的正向壓降卻隨溫度的降低而增大、于足供給電忻的屯比LrM降低、使電橋輸出也減小,補(bǔ)償丁應(yīng)變汁溫度誤技:只要根據(jù)溫度變化的情況棺心汁算所需二極管的個(gè)數(shù)將它們串人電源回路,就能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/p>

 

 

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