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温度补偿电桥(直流电桥如何进行温度补偿)

来源:www.xrdq.net   时间:2023-02-02 15:38   点击:187  编辑:admin   手机版

1. 直流电桥如何进行温度补偿

电阻应变片对温度变化十分敏感。当环境温度变化时,因应变片的线膨胀系数与被测构件的线膨胀系数不同,且敏感栅的电阻值随温度的变化而变化,所以测得应变将包含温度变化的影响,不能反映构件的实际应变,因此在测量中必须设法消除温度变化的影响。

消除温度影响的措施是温度补偿。在常温应变测量中温度补偿的方法是采用桥路补偿法。它是利用电桥特性进行温度补偿的。

1.补偿块补偿法 把粘贴在构件被测点处的应变片称为工作片,接入电桥的AB桥臂;另外以相同规格的应变片粘贴在与被测构件相同材料但不参与变形的一块材料上,并与被测构件处于相同温度条件下,称为温度补偿片,将它接入电桥与工作片组成测量电桥的半桥,电桥的另外两桥臂为应变仪内部固定无感标准电阻,组成等臂电桥。有电桥特性可知,只要将补偿片正确的接在桥路中即可消除温度变化所产生的影响。

2.工作片补偿法 这种方法不需要补偿片和补偿块,而是在同一被测构件上粘贴几个工作应变片,根据电桥的基本特性及构件的受力情况,将工作片正确地接入电桥中,即可消除温度变化所引起的应变,得到所需测量的应变。

2. 差动电桥怎么实现温度补偿

惠斯通电桥是一种可以精确测量电阻的仪器。4个电阻首尾相连组成电桥的四个边,在一组对角上接入电源,另一组对角接入检流计,用以检查它所在的支路有无电流。

当检流计无电流通过时,电桥达到平衡,四个边的阻值满足一个简单的关系,利用这一关系就可计算电阻值。可测1~10^5欧姆电阻值。 开尔文电桥又称“双臂电桥”,测量低电阻的直流电桥。在惠斯通电桥的基础上改进,在电源接入点之间增加另一组桥臂。

由于消除了接触电阻和接线电阻的影响,所以可以测量10^(-6)~10^2欧姆低电阻。

3. 如何应用电桥的和差特性进行电桥的温度补偿

温度补偿的原理是应用测量电桥输出的相加、相减特性,使2个或4个桥臂上的应变片由温度变化而引起的电阻(应变)变化相互低偿,有用信号叠加

4. 如何用电桥进行温度补偿

(1)热敏补偿法:在电桥的某一个臂串接阻值较小的热敏元件·如用铜、镍、铬等温度系数较大的金属电阻、热敏电阻,还可以采用半导体二极管的正向电阻。有时选用的热敏电阻的温度系数非常大·其阻值也比需要量大得多,因此常在热敏电阻上再并接一个非热敏的小电阻r1,使得r1与热敏电阻R并联后达到实际所需的补偿范围。

(2)非热敏元件补偿法:对于有些结构非常紧凑的仪器,在其内部不能设置补偿元件,在这种情况下可以用非热敏补偿法在仪器外通过引出线接入补偿元件。这些补偿元件是温度系数很小的电阻材料制成的。

(3)直流电桥的灵敏度温漂补偿:灵敏度温漂在直流电桥中也是普遍存在的,其产生的原因较多,一般可认为是测量臂电阻本身的灵敏度随温度而变化;电桥的有关机械结掏的弹性模数随温度而变化;系统的热膨胀系数的影响等因素所引起。

(4)直流电桥的非线性补偿:电桥的输入一输出关系曲线的非线性产生原因有:电桥线路本身的非线性;电桥元件的非线性;机械结构的非线性。这一误差可以通过控制电桥的电源随输入信号变化而进行补偿。

(5)直流电桥的标准化补偿:同一批元件制作的测量电桥,由于元件本身的性能不会绝对一致,同时加工工艺也有一些差别,因此电桥的灵敏度会存在一定的差异,这样,仪器的互换性很差。

5. 电桥补偿法是如何进行温度补偿的

低温补偿是让温度传感器的自由端的参考温度能做到更加的适当。大所数的温度传感器都需要温度补偿,常用的温度补偿方法有电桥补偿法。

在一些电子产品中,会用到一些正温度系数和负温度系数的电子元件,以电阻为例正温度系数的随温度升高,电阻值升高,负温度系数的正好相反。

应用中比如做一块传感器,如果单用一种温度系数的元件,误差相对会比较大,如果用正负温度数的元件相结合,正好正负相平衡,误差相对会比较小。

6. 直流电桥温度补偿方法工作原理

运放温度补偿的电路是让温度传感器的自由端的参考温度能做到更加的适当。大多数的温度传感器都需要温度补偿,常用的温度补偿方法有电桥补偿法。

在一些电子产品中,会用到一些正温度系数和负温度系数的电子元件,以电阻为例正温度系数的随温度升高,电阻值升高,负温度系数的正好相反。

应用中比如做一块传感器,如果单用一种温度系数的元件,误差相对会比较大,如果用正负温度系数的元件相结合,正好正负相平衡,误差相对会比较小。

7. 直流电桥如何进行温度补偿测试

惠斯通电桥法测电阻的原理是用的比较法,主要用于测量中值电阻。

电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基

本方式。由于它测试灵敏,测量准确,使

用方便,所以得到广泛应用。电桥有直流

和交流之分,直流电桥主要用于测量电

阻。直流单电桥常称惠斯登电桥,用于1~

10℃范围中值电阻测量;直流双电桥常称

开尔文电桥,用于10*~1Q范围低值电阻测

量。交流电桥除测电阻外,还可以测量电

容、电感等电学量。通过传感器,还可以

测定量一些非电学量,如温度、压力等,

在非电量电测方法中有广泛应用。

8. 电桥补偿法对温度进行补偿的原理

根据电桥的性质,温度补偿并不困难。只要用一个应变片作为温度补偿片,将它粘贴在一块与被测构件材料相同但不受力的试件上。将此试件和被测构件放在一起,使它们处于同一温度场中。粘贴在被测构件上的应变片称为工作片。

在连接电桥时,使工作片与温度补偿片处于相邻的桥臂,因为工作片和温度补偿片的温度始终相同,所以它们因温度变化所引起的电阻值的变化也相同,又因为它们处于电桥相邻的两臂,所以并不产生电桥的输出电压,从而使得温度效应的影响被消除。

9. 直流电桥如何进行温度补偿控制

热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差,为保证输出热电势是被测温度的单值函数,必须使冷端温度保持恒定;热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据,否则会产生误差。因此,常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响,如冷端恒温法、冷端温度校、补偿导线法、补偿电桥法。

1.冷端恒温法

一般热电偶定标时冷端温度以0℃为标准。因此,常常将冷端置于冰水混合物中,使其温度保持为恒定的0℃。在实验室条件下,通常把冷端放在盛有绝缘油的试管中,然后再将其放入装满冰水混合物的保温容器中,是冷端保持0℃。

2.冷端温度校

由于热电偶的温度分度表是在冷端温度保持在0℃的情况下得到的,与它配套使用的测量电路或显示仪表又是根据这一关系曲线进行刻度的,因此冷端温度不等于0℃时,就需对仪表指示值加以修正。如冷端温度高于0℃,但恒定于t0℃,则测得的热电势要小于该热电偶的分度值,为求得真实温度,可利用中间温度法则,即用下式进行修正:

E(t,0)= E(t,t1)+ E(t1,0)

3.补偿导线法

为了使热电偶冷端温度保持恒定(最好为0℃),可将热电偶做的很长,使冷端远离工作端,并连同测量仪表一起放置到恒温或温度波动比较小的地方。但这种方法使安装使用不方便,而且可能耗费许多贵重的金属材料。因此,一般使用一种称为补偿导线的连接线将热电偶冷端延伸出来。这种导线在一定温度范围内(0~℃)具有和所连接的热电偶相同的热电性能,若是用廉价金属制成的热电偶,则可用其本身的材料作为补偿导线,将冷端延伸到温度恒定的地方。

*补偿导线在使用中注意事项

  (1)补偿导线的选择

  补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,k型偶应该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20~℃,宽范围的为-25~℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。

  (2)接点连接

  与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度一致。与仪表接线端连接处尽可能温度一致,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。

  (3)使用长度

  因为热电偶的很低,为微伏级,如果使用的距离过长,的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。

  根据我们的经验,通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,如果超过15米,建议使用温度变送器进行传送。温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送,抗干扰强。

  (4)布线

  补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方,也尽可能采用交叉方式,不要平行。

  (5)屏蔽补偿导线

为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但是一定要将屏蔽层严格接地,否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用,反而增强干扰。

4.补偿电桥法

补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。补偿电桥现已标准化。不平衡电桥(即补偿电桥)是由电阻R1、R2、R3和RCu组成。其中R1=R2=R3=1 ;Rs是用温度系数很小的锰铜丝绕制而成的;RCu是有温度系数较大的铜线绕制而成的补偿电阻,0℃时,RCu=1 ;Rs的值可根据所选电偶的类型计算确定。此桥串联在热电偶测量回路中,热电偶冷端与电阻RCu感受相同的温度,在某一温度下(通常取0℃)调整电桥平衡,使R1=R2=R3=RCu。当冷端温度变化时,RCu随温度改变,破坏了电桥平衡,产生一不平衡电压△U,此电压则与热电势相叠加,一起送入测量仪表。适当选择Rs的数值,可是电桥产生的不平衡电压△U在一定温度范围内基本上能补偿由于冷端温度变化而引起的热电势变化值。这样,当冷端温度有一定变化时,仪表仍然可给出正确的温度示值。

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