电气测量思维导图

电气测量思维导图的思维导图。包含应变片的温度误差产生因素、电阻应变片的温度补偿方法、电阻应变片测量电路等等。

应变片温度误差及补偿

• 应变片的温度误差产生因素
  • 电阻丝温度系数的影响
    • Rt=R0(1+αΔt)
    • ΔRα=Rt-R0=R0αΔt
      • ΔRα=Rt-R0=R0αΔt
  • 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响
    • 系数相同
      • 环境温度变化不会产生附加变形
    • 系数不同
      • 境温度变化，电阻丝会产生附加变形，从而产生附加电阻变化。
        • 境温度变化，电阻丝会产生附加变形，从而产生附加电阻变化。
    • 计算公式
      • 长度变化
        • ls，lg
      • 电阻丝与组件粘连
        • Δl，εβ，ΔRβ
      • 应变片总电阻相对变化量
        • ΔRt/R0
    • 其他因素
      • 应变片自身的性能参数（K0, α, βs）以及被测试件线膨胀系数βg
• 电阻应变片的温度补偿方法
  • 线路补偿
    • 电桥补偿（前提：不受力）
      • 完全补偿
        • R3=R4
        • 同α，β，k，R0
        • 材料一样
        • 同温度补偿
  • 应变片补偿
    • 选择式
      • 利用自身温度选择α，k0，βs
        • 缺陷：一种应变片对应一种材料
    • 双金属敏感栅
      • 不同温度系数金属丝组成
        • 调节敏感栅长度
  • 热敏电阻补偿
    • 负温度系数热敏电阻
• 电阻应变片测量电路
  • 直流电桥
    • 电路组成
      • 由四个桥臂R1、R2、R3及R4和一个供桥电源U组成
    • 电路特点
      • 当被测量无变化，四桥臂满足一定的关系，输出为零；当被测量发生变化时，测量电桥平衡被破坏，有电压输出。
    • 电桥平衡条件
      • 相邻两臂电阻的比值应相等，或相对两臂电阻的乘积相等
    • 电压灵敏度
      • 当电桥电压U和电阻相对变化量ΔR1/R1一定时，电桥的输出电压及灵敏度也是定值，且与各桥臂电阻阻值大小无关。
    • 非线性误差
      • rL
        • 消除方法：半桥差动、全桥差动
    • 半桥差动
      • Uo与ΔR1/R1成线性关系，无非线性误差，而且电桥电压灵敏度KU=E/2，是单臂工作时的两倍。
    • 全桥差动
      • 桥差动电路不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度为单片工作时的4倍。
    • 直流电桥不足
      • 应变片R1工作时, 其电阻值变化很小，即：△R1很小，电桥相应输出电压也很小，即Uo很小。所以，一般需要加入放大器放大。放大器的输入阻抗远大于桥路输出阻抗，此时仍视电桥为开路情况，Uo基本不变。
  • 交流电桥