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关于称重传感器的温度补偿 1、电阻应变计?奈露茸圆钩?高精度称重传感器的核心元件是电阻应变计，它的性能主要取决于两个方面，一是应变计的基底材料，另一是应变计敏感栅的应变合金材料。无论选用哪种应变计，最重要一点其温度特性应是自补偿型，这样才能保证传感器的温度漂移尽量小。 贴在传感器弹性体上的应变计，在不受载荷影响下，除电阻值随着温度的变化而变化外，弹性体材料以及应变合金的其它物理性能也都有些变化，这些变化就是应变计纯属由于温度而产生的虚假应变，这对传感器而言，就产生了温度漂移，即传感器的温度效应。 对电阻应变计的温度效应来说，主要因两个因素引起，一个是应变合金丝（或箔）材料的电阻随温度变化而变化，另一是传感器弹性体和应变合金丝（或箔）材料线膨胀系数不同随着改变而引起的附加变形，使应变计电阻也产生了相应的变化。如果不考虑粘合剂的影响，当温度变化△t 时，设应变计电阻丝栅电阻的改变量为△R1，则 △R1=Rα△t?????????????????????????? (1)式中：R—应变计电阻α—应变计合金丝栅的电阻温度系数由于应变合金与弹性体材料线膨胀系数不同所引起应变计电阻的改变量为△R2，则△R2=KR(β材-β丝)????????????????????? (2)式中：K—应变合金丝（或箔）灵敏系数β材—弹性体材料的线膨胀系数β丝—应变合金的线膨胀系数当温度变化△t时，贴在弹性体上的应变计电阻总的改变量为△R1，则△Rt=△R1+△R2=R[α+K(β材-β丝)] △t???? (3)设αt=α+K(β材-β丝)?????????????????????? (4)则αt=??????????????????????????????????? 定义αt为电阻应变计的电阻温度系数。如果使△Rt=0 或接近于0，若△Rt=0,即达到温度自补偿。若△Rt=0，则αt=α+K(β材-β丝)=0α=K(β丝-β材) 对于一般应变电阻合金材料，β丝、K是不变的，β材也是一个常数。冷加工状态的电阻丝（箔）的电阻温度系数α，可以用热处理的办法在相当大的范围内改变，因此可以使α=K(β材-β丝)。对于一定的电阻丝（箔）和一定的弹性体材料而言，式是消除由于温度改变而引起误差的一个必要条件，但由于温度对材料的影响是非常复杂的，所以α、β材、β丝和温度的关系并非完全呈线性关系，K值也不完全是恒定的，所以（6）式仅是个近似条件。尽管如此，可以根据这个条件对具有已知β材的弹性材料，可以近似选取具有适当β丝、α和K的应变合金丝（箔），就可以制成温度自补偿应变计。 2、制造温度自补偿应变计的材料对制造应变计所需要的电阻应变合金应具有较高的灵敏系数和电阻率，在工作温度范围内应具有低的电阻温度系数和好的耐疲劳抗氧化和抗腐蚀性能，还应有良好的加工和焊接性能。当前采用较多的是康铜和改性镍铬合金，其中以镍铬硅锰和卡码合金（镍铬铁铝）为最好。它们不仅有较低的电阻温度系数，而且经一定热处理后，还能把它调到与某种弹性体材料匹配达到温度自补偿电阻温度系数的数值，此外还具有良好的线性和稳定性。 由改性镍铬合金作为补偿制成的应变计，不仅能达到温度零漂自补偿，而且对传感器的灵敏度也能达到或接近到自补偿的程度，这是因为传感器输出灵敏度的改变量为： 式中：△S—灵敏度随温度的改变量S—灵敏度Φ—泊桑系数的温度系数，合金钢Φ≈1×10-4/℃αk—应变计灵敏度系数的温度系数，对康铜αk =0.9×10-4/℃,对卡码合金=αk=-(1.5~3)×10-4/℃αE—弹性体弹性模量的温度系数，对于合金钢αE≈-3× 10-4/℃β材—弹性体的线膨胀系数对于合金钢材β材≈11×10-6/℃因为0.23Φ≈2β材，从（7）式可以看出，当采用改性镍铬合金时，△S/S≈0 3、线路补偿零点温度漂移称重传感器的温度自补偿，主要在于电阻应变计能够达到温度自补偿。在这一基础，还可以通过线路补偿来弥补传感器的零点温度漂移。在实际工作中，传感器往往不是中恒温条件下工作，因此传感器在不受外力作用时，零点将随温度改变而发生变化，这一变化将会影响传感器的准确度和性能，有时影响到不能使用。为此进行补偿，补偿方法是在电桥下的一个臂上串联一个对温度敏感的电阻，贴在弹性体非变形区，并且具有良好热泪盈眶接触的地方。通过逐步逼近方法切断箔栅使达到需要的补偿值。其电阻值由下式计算： 式中：△ut—温度变化引起的零点漂移量（mV）u—拱桥电压（V）R—桥臂电阻αm—补偿电阻材料的电阻温度系数αg—应变计的温度系数Rt随温度变化而改变阻值，使电桥保持稳定，使由于温度变化而引起的零点漂移尽可能小。 4、传感器输出灵敏度的补偿任何采用弹性元件的地方都存在由于温度变化而引起传