电阻应变片温度误差的产生原因

电阻应变片温度误差的产生原因

电阻应变片温度误差的产生原因

定义：电阻应变片的温度误差是指由于环境温度变化（非应变因素）引起的电阻值变化，导致测量结果偏离真实应变的现象。

产生原因：主要包括两个方面：

1. 电阻温度系数效应：应变片敏感栅材料的电阻率随温度变化，即存在电阻温度系数（TCR）。当温度变化ΔT时，电阻变化为 $\Delta R_1=R_0\alpha \Delta T$，其中 $\alpha$ 为敏感栅材料的电阻温度系数。
2. 线膨胀系数不匹配：敏感栅材料与试件材料的线膨胀系数不同。设敏感栅线膨胀系数为 ${\beta }_s$，试件线膨胀系数为 ${\beta }_g$，温度变化ΔT时，试件自由膨胀应变 ${\epsilon }_g={\beta }_g\Delta T$，而敏感栅受试件约束产生附加应变 ${\epsilon }_s=({\beta }_g-{\beta }_s)\Delta T$，该附加应变通过应变片的灵敏系数K转化为电阻变化：$\Delta R_2=R_{0}K({\beta }_g-{\beta }_s)\Delta T$。

综合表达式：温度引起的总电阻相对变化为：
$\frac{\Delta R_T}{R_0}=\alpha \Delta T+K({\beta }_g-{\beta }_s)\Delta T$
因此，温度误差表现为一个与温度变化成比例的虚假输出。

工程理解：在实际测量中，通常需要采用温度补偿措施（如桥路补偿、自补偿应变片）来消除或减小温度误差。理解产生原因有助于选择合适的补偿方法，提高测量精度。