保证温度补偿效果的条件

保证温度补偿效果的条件

定义

温度补偿是为了消除环境温度变化对电阻应变片测量带来的附加应变误差。保证补偿效果需满足：工作应变片与温度补偿应变片具有相同电阻值、灵敏系数、线膨胀系数及初始电阻，且两者处于同一温度场中。

作用

使得电桥输出电压仅由被测应变引起，温度变化引起的电阻变化相互抵消，提高测量精度。

工程理解

• 桥路连接：常采用半桥差动或全桥差动电路。半桥中，工作片接入相邻桥臂（如R1），补偿片接入相邻桥臂（如R2），另一对桥臂为固定电阻。当温度变化时，两片电阻变化相同，电桥平衡；仅当工作片受力应变时，桥臂阻值变化不等，输出与应变线性相关的电压。
• 关键条件：

1. 两片应变片型号、批号一致，粘贴于同一材质试件上（或同种材料）。
2. 补偿片不受机械应变，仅感受温度变化。
3. 电桥配置为差动形式，使温度效应抵消。

• 公式说明：电桥输出电压 $U_o=\frac{U_i}{4}·\frac{\Delta R_1-\Delta R_2}{R}$，当温度变化引起 $\Delta R_{1^T}=\Delta R_{2^T}$ 时，该项为零。只有工作片应变导致的 $\Delta R_{1^{\epsilon }}$ 贡献输出。

实际注意

若补偿片未能与工作片完全热耦合（如粘贴于不同材料或距离过远），补偿效果下降。必要时可采用双工作片差动法（两片均受应变且反向）进一步抵消温度影响。