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称重传感器灵敏度温度误差分析

时间:2015-09-23 16:46:48 来源:称重传感器   作者:广州锐拓仪器科技有限公司 点击:

    1.灵敏度温度误差的来源
    早在20世纪40年代初期,也就是应变式负荷传感器问世之时,人们就注意到温度对合金钢制成的机械式标准测力环指示值的影响。美国和前苏联学者经过反复试验分析,指出温度误差主要是测力环金属材料的弹性模量随温度的升高而降低所致,并测量出影响量的大小,给出较为准确的修正系数0. 027%/℃,美国学者威尔逊1946年发表的论文“标准测力环的温度系数”就是这些成果的典型代表。人们很自然地想到同为合金钢制成的应变式测力与称重传感器也必然产生此种温度误差,而且其影响因素比标准测力环更多、更复杂。除称重传感器弹性元件金属材料的弹性模量具有负温度系数的影响外,还有电阻应变计灵敏系数的温度系数影响,其影响量即称重传感器的灵敏度温度误差可达(0. 03~0. 05)%/℃。也就是说,称重传感器在使用过程中,温度每变化10℃,灵敏度就变化0.3%~0.5%,这是非常可观的误差,因此必须进行灵敏度温度补偿。
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    2.灵敏度温度误差的性质
    不论是利用正应力还是利用切应力的称重传感器,其灵敏度温度误差是一个系统误差,起主要影响的因素是弹性模量E的温度系数pE,因p为负值,所以环境温度升高,弹性元件材料的弹性模量E降低,称重传感器的灵敏度增大。如果弹性元件材料、电阻应变计敏感栅和基底材料以及制造工艺都一样,圆环式结构比圆柱式和剪切梁式结构的灵敏度温度误差要小一些,大约6%。这说明称重传感器灵敏度温度误差的影响因素,主要是弹性元件材料的弹性模量E,其次是电阻应变计灵敏系数和制造工艺,在相当小的程度上与称重传感器弹性元件的结构有关。
    国内外称重传感器制造企业大量酌试验测量数据表明,对同一种弹性元件结构而言,只要金属材料、电阻应变计和制造工艺不变,灵敏度温度误差的分散度就会比较小,一般小于10%,这主要是制造和补偿工艺引起的。


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