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對于一個拉繩開關(guān)傳感器，除了要考慮彈性元件的結(jié)構(gòu)形式、材料和加工工藝外，還要選用性能良好的應變計、粘結(jié)劑及掌握熟練的粘貼技術(shù)。由于彈性元件實際所用的材料和應變計的實際性能參數(shù)都不可能是十分理想的，會產(chǎn)生諸如橋路的初始不平衡、零點的漂移、輸出靈敏度的漂移和輸出非線性等缺陷，因此還應采用電路的補償技術(shù)，以提高它的精度。 補償電路中為應變計組成電橋。為供電端放大器輸入端也是橋的輸出，通過調(diào)整電阻的阻值可以對相應的缺陷進行一定程度的補償。 電路補償方法分述如下： 1、初始不平衡補償：在應變計測量方法電橋中，只有當r1r4=r2r3時，電橋才會平衡。但各橋臂中的應變計的阻值總會存在一定的偏差，使得電橋不平衡，這時可以在橋臂中串聯(lián)電阻進行補償，使電橋平衡。串聯(lián)電阻的材料費應與應變計敏感柵的材料相同，且粘貼在彈性元件非變形的部位上。結(jié)合串聯(lián)電阻的位置，根據(jù)實際工作情況選擇合適的的橋臂。 2、零點漂移補償：一般傳感器中都有初步的溫度補償措施，如利用橋臂特性進行補償，采用溫度自補償應變計等。但由于電阻應變計的特性不完全相同，彈性元件各處的材料費性能存在差別，當溫度變化時，電橋仍會輸出，造成測量方法誤差。這種當溫度變化時，電橋產(chǎn)生輸出的現(xiàn)象稱為零點漂移。 3、造成零點漂移的因素很多，主要因素包括：當溫度發(fā)生變化時，應變計的電阻溫度系數(shù)變化、應變計和彈性元件材料費的線膨脹系數(shù)不同、應變計的性能不均勻等。為了消除零點漂移，在橋臂中串接一個補償電阻。補償電阻應滿足阻值小、電阻溫度系數(shù)高，粘貼在彈性元件不變的部位上，并且與工作應變計處于相同的溫度環(huán)境等條件。串拉在哪個橋臂以及它的大小，應根據(jù)實際情況通過試驗確定。 4、靈敏度漂移補償：在有負載時，電橋的輸出靈敏度隨溫度的變化而變化的，稱為靈敏度漂移。由于傳感器采用彈性元件，存在因溫度改變而引起傳感器靈敏度變化的問題。這是由于彈性元件材料費的彈性模量及應變計靈敏系數(shù)隨溫度改變所致。在通常情況下，當溫度升高時，彈性模量要減少，如果外力不變，則應變要增加，電橋輸出要增加，傳感器的靈敏度變大。對傳感器的補償方法，可以電橋的電源電路中接入一可調(diào)補償電阻。 5、由于補償電阻的電阻溫度系數(shù)很高，隨溫度升高，其電阻值變大，因而合供橋電壓隨著溫度的升高而降低，電橋的輸出靈敏度也隨之下降，此時適當?shù)卣{(diào)整電阻值，就起到了靈敏度的補償作用。為了使電橋?qū)ΨQ，一般用兩個二分之一的分別加在電源的兩端。 6、非線性補償：在一般情況下，傳感器的輸出與感受的被測量之間并不是直線關(guān)系，而冔 非線性關(guān)系，引起非線性的原因有： A：彈性元件受力后，橫斷面產(chǎn)生變化，使得讀數(shù)應變與作用力不呈線性關(guān)系。 B：電橋電路的輸出與橋臂電阻變化存在的非線性。 C：應變計本身的非線性。 D：彈性元件本身存在的非線性。 E：電橋線路中接入使輸出有逐漸的非線性。 非線性補償?shù)拇胧┦菍雽w應變計粘貼在彈性元件上，并串入電橋的電源電路中，靈敏系數(shù)很高的半導體應變計，它與工作應變計同樣地感受彈性元件的變形。根據(jù)不同情況，如非線性呈上升型的，補償電阻的阻值應隨載荷的增大而增大，這樣可以降低橋壓，從而使輸出下降，以達到補償?shù)哪康摹７粗绻蔷€性呈下降型號的，阻值應隨載荷的增大而減小。為了電橋的對稱性，最好將RL分為兩半，對稱的接入電路中，其阻值大小，應在傳感器標定時確定。 7、輸出靈敏度補償：對于成批生產(chǎn)的傳感器，總希望其輸出靈敏度相同，并為一特定值，這時可在電橋的電源電路中串入補償電阻，補償電阻采用電阻溫度系數(shù)小的材料制成，調(diào)整其電阻值能使得輸出靈敏度相同。為了使電橋?qū)ΨQ，在電源兩端各串接一個補償電阻。 |
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