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對于一個拉繩開關傳感器，除了要考慮彈性元件的結構形式、材料和加工工藝外，還要選用性能良好的應變計、粘結劑及掌握熟練的粘貼技術。由于彈性元件實際所用的材料和應變計的實際性能參數都不可能是十分理想的，會產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，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電阻進行補償，使電橋平衡。串聯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。結合串聯電阻的位置，根據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，電橋產生輸出的現象稱為零點漂移。 3、造成零點漂移的因素很多，主要因素包括：當溫度發生變化時，應變計的電阻溫度系數變化、應變計和彈性元件材料費的線膨脹系數不同、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境等條件。串拉在哪個橋臂以及它的大小，應根據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補償電阻。 5、由于補償電阻的電阻溫度系數很高，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，此時適當地調整電阻值，就起到了靈敏度的補償作用。為了使電橋對稱，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系，而冔 非線性關系，引起非線性的原因有： A：彈性元件受力后，橫斷面產生變化，使得讀數應變與作用力不呈線性關系。 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。 非線性補償的措施是將半導體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，以達到補償的目的。反之，如果非線性呈下降型號的，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小的材料制成，調整其電阻值能使得輸出靈敏度相同。為了使電橋對稱，在電源兩端各串接一個補償電阻。 |
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