实验3电阻应变计的热输出 电阻应变式传感器是实际工程中应用较广的传感器之一，将电阻式应变片牢固粘贴到各种弹性敏感 元件上，可构成测量位移、加速度、力、力矩、压力等参数的电阻应变式传感器。它的主要优点是：传 感器结构简单、使用方便、性能稳定可靠、灵敏度高、测量速度快、适合静态和动态测量等，易于实现 测量过程自动化和多点同步测量。在机械、电力、航空、化工、建筑等领域中有着广泛的应用。但是由 于温度变化引起应变片电阳变化对测量结度影响很大，通常由于温度变化引起的电阻应变计的附加应变 与试件应变具有相同的数量级，所以不可忽视。 1.实验目的 深入了解电阻应变计的温度特性及温度补偿的重要性和必要性。 掌握电阻应变计的温度特性的测定方法。 2.电阻应变计的温度特性 当应变计安装在可以自由膨胀的试件上，且试件不受外力作用。若环境温度不变，则应变计的应变 为零。若环境温度变化，则应变计产生应变输出。这种由于温度变化而引起的应变输出，称为应变计的 热输 产生应变计热输出的原因主要是 (1)应变计敏感栅材料本身的电阻温度系数引起的： (2)由于敏感栅材料与试件材料的线膨胀系数不同，使敏感栅产生了附加变形。 电阻应变计阻值变化产生热输出 温度变化引起电阻应变计阻值变化由于温度变化引起电阻应变计敏感彻阻值变化而产生附加应变 (3-1) 式中：K 应变计的灵敏度系数 成恋计成播材料的申阻温府系数 膨胀系数不同而产生热输出 当温度变化时，牢周粘贴在试件上的应变计与试件在长度方向上一起产生变化，由于试件材料与电 阻应变计敏感栅材料的线膨张系数不同，将产生附加应变。温度变化时，由于膨胀系数不同而产生热输 AR。 出为 Re=(Bun-Ban )Ar (3-2) 由温度变化而引起电阻应变计总的虚假应变量（热输出）为： 5=a兴风m-风en山 (3-3) 式中： B#一试样的线膨胀系数BR感量一敏感栅的线膨胀系数 这个温度引起的应变测量误差（热输出）除与环境温度变化有关外，还与电阻应变片本身的性能参数K Bs)以及试件的线膨胀 系数Pm有关。由于这些因素实际上难以测量准确，热输出还与其他因 素有关，因此采用实验测定的热输出曲线的方法。 3.实验设 变计、导线、电阻应变仪、烘箱、温度计。 4.实验步 准备试样，打磨至光洁度达V5左右，有45交叉纹，用丙酮清洗干净：将待用的电阻应变计分别 粘贴在不锈钢、钢材、铝、石英玻璃等试样上，按三线法接至应变仪工作测试桥臂：将试样放入烘箱内， 补偿片置于室温环境下（温度不变化）：将电阻应变仪调节至零，烘箱缓慢升温，每隔10℃测量一次读数， 测量至100℃：绘制热输出曲线，计算平均热输出系数。 10 １０ 实验 3 电阻应变计的热输出 电阻应变式传感器是实际工程中应用较广的传感器之一，将电阻式应变片牢固粘贴到各种弹性敏感 元件上，可构成测量位移、加速度、力、力矩、压力等参数的电阻应变式传感器。它的主要优点是：传 感器结构简单、使用方便、性能稳定可靠、灵敏度高、测量速度快、适合静态和动态测量等，易于实现 测量过程自动化和多点同步测量。在机械、电力、航空、化工、建筑等领域中有着广泛的应用。但是由 于温度变化引起应变片电阻变化对测量精度影响很大。通常由于温度变化引起的电阻应变计的附加应变 与试件应变具有相同的数量级，所以不可忽视。 1. 实验目的 深入了解电阻应变计的温度特性及温度补偿的重要性和必要性。 掌握电阻应变计的温度特性的测定方法。 2. 电阻应变计的温度特性 当应变计安装在可以自由膨胀的试件上，且试件不受外力作用。若环境温度不变，则应变计的应变 为零。若环境温度变化，则应变计产生应变输出。这种由于温度变化而引起的应变输出，称为应变计的 热输出。 产生应变计热输出的原因主要是： （1）应变计敏感栅材料本身的电阻温度系数引起的； （2）由于敏感栅材料与试件材料的线膨胀系数不同，使敏感栅产生了附加变形。 电阻应变计阻值变化产生热输出 温度变化引起电阻应变计阻值变化由于温度变化引起电阻应变计敏感栅阻值变化而产生附加应变 为 K t K R Rt t Δ = Δ ε = α α α （3-1） 式中:K ———应变计的灵敏度系数。 α ——— 应变计敏感栅材料的电阻温度系数; 膨胀系数不同而产生热输出 当温度变化时，牢固粘贴在试件上的应变计与试件在长度方向上一起产生变化，由于试件材料与电 阻应变计敏感栅材料的线膨胀系数不同，将产生附加应变。温度变化时，由于膨胀系数不同而产生热输 出为： t K R Rt t = − Δ Δ = ( ) 0 ε β 试样 β 丝材 β β （3-2） 由温度变化而引起电阻应变计总的虚假应变量(热输出)为： ( ) t t t K εα β β Δ =+ − Δ 试样 敏感栅 （3-3） 式中： β 试样 —试样的线膨胀系数 β 敏感栅 —敏感栅的线膨胀系数 这个温度引起的应变测量误差(热输出)除与环境温度变化有关外，还与电阻应变片本身的性能参数(K、 α、β敏感栅) 以及试件的线膨胀系数β试样有关。由于这些因素实际上难以测量准确，热输出还与其他因 素有关，因此采用实验测定的热输出曲线的方法。 3. 实验设备 电阻应变计、导线、电阻应变仪、烘箱、温度计。 4. 实验步骤 准备试样，打磨至光洁度达▽5 左右，有 450 交叉纹，用丙酮清洗干净；将待用的电阻应变计分别 粘贴在不锈钢、钢材、铝、石英玻璃等试样上，按三线法接至应变仪工作测试桥臂；将试样放入烘箱内， 补偿片置于室温环境下(温度不变化)；将电阻应变仪调节至零，烘箱缓慢升温，每隔 10℃测量一次读数， 测量至 100℃；绘制热输出曲线，计算平均热输出系数