应变片温度误差

应变片温度误差

电阻应变片工作时，其电阻值不仅随被测试件的应变而变化，也随环境温度而变化。环境温度改变给测量带来的附加误差称为电阻应变片的温度误差。这种由温度引起的电阻变化，其量级与试件应变造成的电阻变化几乎相同，若不补偿或消除，将直接叠加在被测量输出上，造成测量误差。

温度误差主要由以下两部分因素构成。

1. 敏感栅电阻温度系数的影响

敏感栅电阻丝的阻值随温度变化，其关系为

式中 $R_t$、$R_0$ 分别为温度 $t$ 和 $0{}^{\circ }\mathrm{C}$ 时的电阻值，${\alpha }_0$ 为敏感栅材料的电阻温度系数，$\mathrm{\Delta }t$ 为温度变化量。由此产生的电阻变化为

2. 试件与敏感栅热膨胀失配的影响

应变片粘贴在试件上，当温度变化 $\mathrm{\Delta }t$ 时，试件材料和敏感栅材料因线膨胀系数不同而产生附加拉伸或压缩。设试件材料线膨胀系数为 ${\beta }_g$，敏感栅材料线膨胀系数为 ${\beta }_s$，则由此引起的附加应变为 $({\beta }_g-{\beta }_s)\mathrm{\Delta }t$，对应的电阻变化为

式中 $K_0$ 为应变片灵敏系数。

3. 总温度误差与等效温度应变

两项温度电阻变化合成，得到温度变化引起的总附加电阻变化

将总电阻相对变化除以灵敏系数 $K_0$，折算为等效的虚假应变输出

${\epsilon }_t$ 表示温度变化在测量结果中引入的等效虚假应变，其大小与温度变化量、敏感栅电阻温度系数、灵敏系数以及试件与敏感栅线膨胀系数之差有关。