‍‍‍‍    1．电桥电路的非线性误差‍‍

‍‍将4片单轴式电阻应变计粘贴在圆柱式弹性元件应变区距底部1／3高度的截面上，组成惠斯通电桥电路。其电阻应变计粘贴位置和电桥电路如图14-1和图14-2所示。‍‍

 ‍‍

‍‍设电桥各桥臂的电阻值相等，即Ri =R2 =R3 =R4 =R，当圆柱式弹性元件承受拉向载荷作用时，应变区产生轴向拉伸应变e，可推导出灵敏度公式为：‍‍

‍‍‍‍    图‍‍14-1  电阻应变计粘贴位置图    图14-2  电桥电路简图‍‍

‍‍    从上式可以看出，输出灵敏度与应变之间是非线性关系，只有在弹性元件的轴向拉伸应变￡足够小时，它们之间才成线性关系，即：

‍‍    S-垮一1. 28e‍‍‍‍‍‍‍‍

‍‍  ‍‍  比较这两个公式，其非线性误差Al为：‍‍

‍‍    1—1.  28e -1.128￡(1 -0.72e)一0.72￡‍‍‍‍

‍‍‍‍    1. 28e‍‍

‍‍    2．截面积变化引起的非线性误差‍‍

‍‍‍‍    圆柱式弹性元件的轴向应力仃、轴向应变￡、初始截面积‍‍A。与载荷P的关系为：‍‍‍‍

‍‍‍‍    当受拉向或压向载荷作用时，弹性元件的截面积减小或增大，由于泊松比的影响，轴向‍‍与径向应变相差较大。测量此轴向、径向应变的电阻应变计组成的电桥输出较小。为了提高灵敏度就必‍‍‍‍须增大应变量，从而产生较大的非线性误差。可推导出受拉向或压向载荷作用时，截面积变化引起的非线性误差‍‍‍‍‍‍

‍‍    3．电阻应变计的非线性误差‍‍

‍‍‍‍    通常认为，粘贴在弹性元件应变区的电阻应变计，在弹性元件变形时产生的应‍‍‍‍

‍‍‍‍变值与电阻应变计电阻的相对变化量成严格的线性关系，实践证明这种认识是不全面的，它们只是在一定的应变‍‍范围内才保持线性关系。当电阻应变计承受较大的应变量时，应变值与电阻相对变‍‍‍‍化的非线性关系便突出地表现出来，应变量越大，非线性误差越大。其误差△。的绝对值为：‍‍‍‍

‍‍‍‍‍‍    △。一等‍‍‍‍s‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

‍‍    由上式知，为提高圆柱式称重传感器的固有线性，必须控制应变区的应变量。若将A3控制在0. 05%以内，利用上式可计算出在此误差下的应变值：‍‍

‍‍    2A3-2×0.0005   -0.001-1000×106‍‍

‍‍    8-ji=二i2-1‍‍

‍‍‍‍‍‍    为了使圆柱式称重传感器的灵敏度达到2.0 mV/V，必须增大轴向应变，其值可达e=1 800×10-6以上，远远超过1 000×1016 7因此非线性误差较大。‍‍

‍‍    从上述各项非线性误差的分析，不难得出圆柱式称重传感器的固有线性很差，承受拉向载荷时，输出呈递增的抛物线；承受压向载荷时，输出呈递减的抛物线。‍‍‍‍

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