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      使用應變片進行測量時，溫度變化可能會對測量結(jié)果產(chǎn)生不良影響。幸運的是，有許多選擇 - 通過使用半橋或全橋惠斯登電橋電路，或通過選擇最適合應用的應變片，以及計算 - 最大程度來消除溫度對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響。

主要因素：材料膨脹和電纜效應

應特別注意這兩個影響量：

• 材料膨脹（“表觀應變”）

• 由測量電纜的電阻產(chǎn)生的影響。

對于材料膨脹（“表觀應變”）我們應該如何處理？

被測材料隨著溫度的升高而膨脹。該膨脹由材料的膨脹系數(shù)決定。對于鋼來說，例如約 11ppm / K，也就是增加 1攝氏度，產(chǎn)生 11μm/ m 的膨脹。材料膨脹受溫度變化的影響，最終導致測量“表觀”應變，換句話說可以說是無負載下的應變。

變化量

∆V = α •V0•∆ T

在這種情況下，最好的應對措施是采用 自補償應變片。這些應變片溫度特性適用于特定材料，可以補償表觀應變（補償測量體溫度產(chǎn)生膨脹）。

對于電纜電阻產(chǎn)生的變化如何處理？

當使用兩線電路時，測量電纜的電阻被施加到應變片電阻上，因此將影響測量。 除了產(chǎn)生的零漂并導致 K 系數(shù)下降外，測量電纜的電阻也與溫度有關。 在這種情況下，合適的對策是使用如下所述的多線技術。

溫度效應的影響其他量

除了這兩個主要因素外，溫度效應還會影響其他量。然而，這些影響的總和可以忽略，通�？梢酝ㄟ^計算補償方式來消除（參見下面的計算補償說明）。

K 系數(shù)的溫度系數(shù)

K 系數(shù)是應變片最重要的特性。 它描述了應變與電阻變化之間的相關性。 K 系數(shù)是溫度依賴性的。 典型的K系數(shù)為0.01％/ K，其對測量結(jié)果的影響通常相對較小，因此大都被忽略。 然而，計算補償（對于溫度測量）也是可行的。

彈性模量的溫度依賴性

彈性模量是測量體的材料依賴性。 它描述了測量的應變和機械應力之間的相關性。 彈性模量是具有溫度依賴性的。 在這種情況下，鋼的典型值約為。-2％/ K。 在實驗應力分析中，通常忽略彈性模量的影響。然而對于需要進行校準的高精度傳感器來說，可以通過橋路溫度相關的鎳元素來進行補償。

應變片的自熱（激勵電壓）

與測量體相比，激發(fā)電壓會應變片變熱。 根據(jù)測量體的熱導率，熱傳導或多或少被測量體吸收。 如果測量體導熱不良，結(jié)果可能是測量體與應變片之間的溫度差。 如果過大的激勵電壓，可能會干擾自補償應變片的能力。

氣候和相對濕度

如果測量點沒有得到充分的保護，相對濕度可能會發(fā)生零點漂移。 這是由于粘合劑和應變片載體材料的水分子被吸收（吸濕）。 合適的對策是小心地保護測量點。

粘合劑蠕變

隨著溫度的升高，粘合劑變軟，不再能夠轉(zhuǎn)移100％的應變�？赡軙�導致 K 系數(shù)降低。 因此，必須始終遵守粘合劑的溫度限制，并在根據(jù)適用領域選擇。

補償措施

使用自補償應變計

自補償應變片專門用于通過其自身的溫度特性來補償某些材料的溫度特性。 這意味著它們會抵消表觀應變（從而抵消測量體的溫度引起的膨脹）。 因此，選擇具有適合于測量體的材料的溫度響應的應變片。

選擇適應不同材料的應變片可以補償大部分表觀應變。 剩余誤差為非線性分量。 此誤差可以在生產(chǎn)過程中測量，并包含在數(shù)據(jù)表中（見圖）。另外，如果溫度變化較大，您還可以執(zhí)行計算補償（見下文）。

惠斯通電橋和多線電路

使用自補償應變片，連接到半橋或全橋電路或是三線或四線電路是補償?shù)牧硪恢匾�方法，其可以最小化甚至完全消除電纜電阻產(chǎn)生的影響。

惠斯登電橋電路將極小的電阻變化轉(zhuǎn)換為可測量的電壓。 四個電阻可以由一個（四分之一橋電路），兩個（半橋電路）或四個（全橋電路）應變片代替。

由于在惠斯登電橋中各個橋臂不同，所以有補償?shù)目赡苄浴?該溫度補償效果可以基于彎曲梁的示例來證明：

在正負載下，彈性體在頂部為正應變應（+）和底部負應變（ - ）。 如果兩個應變片連接到惠斯登電橋，結(jié)果是將信號加倍。 如果發(fā)生溫度依賴性應變，產(chǎn)生的應變將出現(xiàn)在兩個應變片上，并具有相同的信號。 因此效應可以在惠斯登電橋中相互抵消。

可以通過三線電路選擇性地補償電纜電阻的影響。 為了做到這一點，電源線和另外三個引線連接到惠斯通電橋的不同橋臂上。 由于兩個電纜由于結(jié)構的對稱性而相反，因此相互補償，除了是不對稱電纜和溫度梯度，電纜電阻都可由三線電路補償。

均由通過 HBM 專利四線電路所有的電纜效應都可補償。

計算補償

對于自補償應變片的殘余誤差，對于未經(jīng)調(diào)整的應變片誤差，以及其他小誤差（例如 K 系數(shù)的溫度依賴性），可以進行計算補償。

為了做到這一點，溫度同屬測量，并通過在線或隨后計算的通道校正來測量的應變。 同時也必須考慮溫度梯度。 如有必要，必須提供多個測量點。 來自HBM的catman®等軟件工具提供計算補償?shù)墓δ堋?/span>

使用載頻放大器

除了傳感器本身，放大器在溫度影響方面也起著重要的作用。 這尤其適用于熱電電壓。由于熱電效應，在連接不同材料的情況下會產(chǎn)生溫度依賴性電壓。 熱偶利用這種效果。 然而，這也對應變測量系統(tǒng)（溫度依賴性零誤差（零點返回））產(chǎn)生影響。

可以通過使用載頻放大器來補償熱電壓。 在這種情況下，存在正弦激勵電壓，使得測量信號可以被調(diào)制成周期信號。 在信號通過濾波器之后，數(shù)字地進行解調(diào)，使得準靜態(tài)熱電電壓可以在放大器中被濾除。

應變片和粘合劑的溫度極限

箔式應變片的溫度范圍受到使用的材料限制。最大范圍約為300°C至400°C。如果必須在較高的溫度下進行測量，則必須使用使用不同原理的高溫應變片。

當然，您使用的粘合劑的溫度限制也必須遵守。如果溫度升高時粘合劑變軟，則不再能準確地傳遞應變。因此必須了解粘合劑的溫度限制。粘合劑分為冷固化和熱固化兩種：這取決于室溫下固化是否足夠，還是需要烤箱。 

檢查清單：應變片溫度補償要點

根據(jù)影響量，可以使用各種選項來最小化溫度對測量結(jié)果的影響。 以下是您的降低溫度影響清單：

• 使用自補償應變片

• 使用帶有三線或四線電路的惠斯登電路

• 使用載頻放大器消除熱電電壓

• 采用計算補償：同時進行溫度測量

• 了解應變計和粘合劑的溫度極限