相同温度环境下的应变片电阻变化一致性

相同温度环境下的应变片电阻变化一致性

定义与作用

当被测试件不承受应变时（即无机械变形），应变片电阻值仍会因环境温度变化而改变，这种现象称为应变片的温度效应。其根源在于：

• 电阻率随温度变化（电阻温度系数 $\alpha$）；
• 栅丝与基底热膨胀系数差异导致附加应变。

在相同温度环境下，同规格、同批次应变片的电阻变化具有高度一致性，即温度导致的电阻相对变化 $\Delta R_T/R$ 近似相等。这一特性是工程中进行温度补偿的理论基础。

工程理解

实际测量中，若直接使用单只应变片，温度变化会混入应变信号，造成误差。利用“一致性”，可采用半桥或全桥电路：

• 在相邻桥臂接入工作与补偿应变片（补偿片粘贴于同温度场的无应变试件上）；
• 温度变化时，两片电阻等量增减，桥路输出抵消温度分量，仅输出应变信号。

公式

温度引起电阻相对变化：
$\frac{\Delta R_T}{R}=\alpha ·\Delta t+({\beta }_g-{\beta }_s)·\Delta t$
其中 $\alpha$ 为电阻温度系数（1/℃），${\beta }_g$ 和 ${\beta }_s$ 分别为栅丝与基底线膨胀系数，$\Delta t$ 为温度变化。在一致条件下，各应变片的 $\Delta R_T/R$ 相同，从而补偿有效。