由于温度变化所引起的应变片电阻变化与试件(弹性敏感元件)应变所造成的电阻变化几乎有相同的数量级,如果不采取必要的措施克服温度变化的影响,测量精度将无法保证。因此要对其进行温度补偿,主要有三种方法:桥路补偿、应变片自补偿和热敏补偿。
(1)桥路补偿
桥路补偿也称为补偿片法。应变片通常是作为平衡电桥的一个臂测量应变。如图2-8a所示,R1为工作片,R2为补偿片,R3和R4为固定电阻。R1粘贴在试件上需要测量的位置,R2粘贴在与R1相同的材料上,并置于相同的环境温度下,如图2-8b所示。当温度变化时,R1和R2由于粘贴在相同的材料上和置于相同的环境温度中,因此由于温度而引起的阻值变化也相同,即ΔR1=ΔR2。这种补偿方法有两个缺点:1)两个应变片只有一个是工作片,利用率只有50%;2)要求工作片与应变片处于同一温度场中,感受相同的温度,对于变化梯度较大的温度场来说,很难达到温度补偿的目的。因此,在结构允许的情况下,可以不另设补偿块,而将应变片直接粘贴在被测试件上,如图2-8c所示,这种方法又称为差动补偿法。将R1和R2分别接入电桥的相邻两臂,因温度变化引起的电阻变化ΔR1和ΔR2的作用相互抵消,这样就起到了温度补偿的作用,图2-8d所示为对应补偿桥路。
图2-8 桥路补偿法
(2)应变片自补偿
粘贴在被测部位上的是一种特殊应变片,当温度变化时,产生的附加应变为零或者相互抵消,这种特殊的应变片称为温度自补偿应变片。下面介绍两种自补偿应变片。
1)选择式自补偿应变片。这种方法是首先确定被测试件材料,然后选择合适的应变片敏感栅材料制作温度自补偿应变片,使温度对弹性件的影响与对应变片的影响相互抵消,从而实现温度补偿。很显然,该方法中某一类温度自补偿应变片只能用于一种材料上,局限性很大。
2)双金属敏感栅自补偿应变片。图2-9所示为双金属敏感栅自补偿应变片。这种应变片也称为组合式自补偿应变片,它是利用两种电阻丝材料的电阻温度系数不同(一个为正,一个为负)的特性,将两者串联绕制成敏感栅。(www.xing528.com)
若两段敏感栅R1和R2由于温度变化而产生的电阻变化为ΔR1t和ΔR2t,大小相等且符号相反,就可以实现温度补偿。电阻R1和R2的比值关系可以由下式决定:
(3)热敏补偿
图2-10所示为电阻应变片热敏电阻补偿法的电路。热敏电阻Rt处在与应变片相同的温度条件下,当应变片的灵敏度随温度升高而下降时,热敏电阻Rt的阻值下降,使电桥的输入电压随温度升高而增加,从而提高电桥的输出电压值,补偿由于应变片变化引起的输出下降。
图2-9 双金属丝栅法
图2-10 热敏电阻补偿法
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。