电桥补偿法中的工作应变片

电桥补偿法中的工作应变片

工作应变片的定义与作用

在电桥补偿法中，工作应变片是指直接粘贴在被测试件表面的应变片。它同时感受试件因受力产生的机械应变和因环境温度变化引起的虚假应变（温度误差）。其作用是将机械应变转换为电阻变化，并与补偿应变片配合，消除温度影响。

原理与工程理解

电桥通常采用半桥或全桥形式。以半桥为例，电桥相邻两臂分别接工作应变片 $R_1$ 和补偿应变片 $R_2$。设温度变化引起的电阻相对变化为 $\Delta R_t/R$，工作片因应变引起的电阻变化为 $\Delta R_{\epsilon }/R$，则：

• 工作片总电阻变化：$\Delta R_1=\Delta R_{\epsilon }+\Delta R_t$
• 补偿片仅感受温度，无应变：$\Delta R_2=\Delta R_t$

电桥输出电压 $U_o$ 与电阻变化关系为（当 $\Delta R\ll R$ 时）：
$U_o=\frac{U}{4}(\frac{\Delta R_1}{R_1}-\frac{\Delta R_2}{R_2})$
代入得：
$U_o=\frac{U}{4}(\frac{\Delta R_{\epsilon }+\Delta R_t}{R}-\frac{\Delta R_t}{R})=\frac{U}{4}·\frac{\Delta R_{\epsilon }}{R}$
因此，温度项被抵消，输出仅反映应变。

关键点

• 工作应变片和补偿应变片需为同一批次、相同阻值、相同温度系数，并粘贴在相同材料上。
• 补偿片应不受任何机械应变（如贴在未受力的补偿块上），且与工作片处于同一温度场。
• 此方法适用于桥路中相邻臂的配对补偿，是工程中最常用的温度补偿方式。