7.2应变片的工作过程与温度误差及补偿 心一、教学目标 了解应变片的工作过程和检测电路。掌握温度误差及补偿方法。 的二、教学重点 应变片输出信号的非平衡电桥检测电路桥路补偿法和应变片自补偿法。 ②三、教学难点 温度误差产生的原因和影响，应变片自补偿法的原理和实现。 白四、教学方法 讲授法 问题引导法 实例分析法 心。五、教学流程 1.导入新课 同学们，上节课学习了应变效应，那么，接下来我们一起来学习应变片的工 作过程和温度误差及补偿。 2.讲解新 我们先来看看应变片的工作过程。 应变片在使用时，通常是将其用黏合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上，随 着试件受力的变形，应变片的敏感栅也会做同样的变形，由此就会使其电阻值发 生改变。这个电阻值的变化经后级测试电路测试后，就会将这一变化转换为电压 或电流的变化。 由路 用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大，故通常采用电桥检测的 方式，具体检测电路如图3-1-4所示。在该电路中，R3为贴在测试件上的有效 应变片电阻，R4为虚设应变片电阻（实际上是一种电桥配平衡电阻）。当R不受 力时，将电桥调至平衡状态，使输出电压u0 当R3由于受力变形电阻值发生变化时，电桥就会失会平衡，就将有信号 电压u0输出，u0电压的大小就反映了受力的大小。 接下来，我们学习的是温度误差及补偿。 温度误差及补偿 电阻应变片式传感器在实际使用时，除了应变会导致应变片电阻值发生变化
7.2 应变片的工作过程与温度误差及补偿 一、教学目标 了解应变片的工作过程和检测电路- 掌握温度误差及补偿方法。 二、教学重点 应变片输出信号的非平衡电桥检测电路- 桥路补偿法和应变片自补偿法。 三、教学难点 温度误差产生的原因和影响- 应变片自补偿法的原理和实现。 四、教学方法 讲授法 问题引导法 实例分析法 五、教学流程 1.导入新课 同学们，上节课学习了应变效应，那么，接下来我们一起来学习应变片的工 作过程和温度误差及补偿。 2.讲解新知 首先，我们先来看看应变片的工作过程。 工作过程 应变片在使用时，通常是将其用黏合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上，随 着试件受力的变形，应变片的敏感栅也会做同样的变形，由此就会使其电阻值发 生改变。这个电阻值的变化经后级测试电路测试后，就会将这一变化转换为电压 或电流的变化。 检测电路 对应变片输出信号的检测，因为金属应变片的电阻变化范围很小，如果直接 用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大，故通常采用电桥检测的 方式，具体检测电路如图 3-1-4 所示。在该电路中，R 3 为贴在测试件上的有效 应变片电阻，R 4 为虚设应变片电阻(实际上是一种电桥配平衡电阻)。当 R 不受 力时，将电桥调至平衡状态，使输出电压 u=0。 当 R 3 由于受力变形电阻值发生变化时，电桥就会失会平衡，就将有信号 电压 u 0 输出，u 0 电压的大小就反映了受力的大小。 接下来，我们学习的是温度误差及补偿。 温度误差及补偿 电阻应变片式传感器在实际使用时，除了应变会导致应变片电阻值发生变化
外，温度变化也会使应变片的电阻值发生变化。这种因温度变化而产生的误差称 为温度误差。产生的原因主要来自两个方面，一是因温度变化而引起的应变片敏 感榻的电阻变化及附加变形，二是因被测物体材料的线膨胀系数不同，使应变片 产生附加应变。因此在检测系统中有必要进行温度补偿，以减小或消除由此而产 生的测量误差。常用的温度补偿方法主要有桥路补偿和应变片自补偿等。 桥路补偿法 其中桥路补偿法又称补偿片法。测量时应变片是作为平衡桥的一个臂参与测 量应变的。图3-15中的R1为工作片，R2为补偿片。工作片R1粘贴在被 测物体上需测量应变的位置上，补偿片2粘在一块不受应力作用但却与被测 物体材料相同的补偿块上，并且处于和被测物体相同的温度环境中，如图31-56) 所示。当温度发生变化时，工作片R1和补偿片R2的电阻都会发生变化。因 R1和R2为同类应变片，又粘贴在相同的材料上，由于温度变化而引起应变片 的电阻变化量相同，因此R1和R2的变化相同，即△R1=△R2。由于R1 和R2分别接在电桥相邻的两个臂上，如图3-1-5)所示。此时因温度变化而引 起的电阻变化△F 1和△2的作用可相互抵消， 较大时，比较难掌握
外，温度变化也会使应变片的电阻值发生变化。这种因温度变化而产生的误差称 为温度误差。产生的原因主要来自两个方面，一是因温度变化而引起的应变片敏 感栅的电阻变化及附加变形；二是因被测物体材料的线膨胀系数不同，使应变片 产生附加应变。因此在检测系统中有必要进行温度补偿，以减小或消除由此而产 生的测量误差。常用的温度补偿方法主要有桥路补偿和应变片自补偿等。 桥路补偿法 其中桥路补偿法又称补偿片法。测量时应变片是作为平衡桥的一个臂参与测 量应变的。图 3-1-5 中的 R 1 为工作片，R 2 为补偿片。工作片 R 1 粘贴在被 测物体上需测量应变的位置上，补偿片 R 2 粘在一块不受应力作用但却与被测 物体材料相同的补偿块上，并且处于和被测物体相同的温度环境中，如图 3-1-5(b) 所示。当温度发生变化时，工作片 R 1 和补偿片 R 2 的电阻都会发生变化。因 R 1 和 R 2 为同类应变片，又粘贴在相同的材料上，由于温度变化而引起应变片 的电阻变化量相同，因此 R 1 和 R 2 的变化相同，即ΔR 1 =ΔR 2 。由于 R 1 和 R 2 分别接在电桥相邻的两个臂上，如图 3-1-5(a)所示。此时因温度变化而引 起的电阻变化ΔR 1 和ΔR2 的作用可相互抵消，从而起到温度补偿的作用。桥 路补偿法的优点是简单、方便，在常温下补偿效果比较好。缺点是温度变化梯度 较大时，比较难掌握