一定的分散度，使粘貼在同一個(gè)彈性元件上的電阻應(yīng)變計(jì)的電阻值完全相同是不可能的，而且在粘貼、加壓和固化工藝過(guò)程中電阻值還會(huì)發(fā)生變化。這就造成了組成電橋四個(gè)橋臂的電阻應(yīng)變計(jì)的電阻值不同，甚至相差較大，導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器在無(wú)外載荷作用時(shí)產(chǎn)生較大的零點(diǎn)輸出。

這不僅給生產(chǎn)工藝流程中各項(xiàng)工序作業(yè)帶來(lái)較大困難，而且在使用過(guò)程中也不便于稱(chēng)重顯示控制儀表調(diào)零，還會(huì)增大測(cè)量誤差。為使零點(diǎn)輸出接近于零，或控制在一個(gè)允許的誤差范圍內(nèi)，必須對(duì)稱(chēng)重傳感器逐個(gè)進(jìn)行零點(diǎn)輸出調(diào)整。pSJ廣州南創(chuàng)電子科技有限公司
　　稱(chēng)重傳感器零點(diǎn)輸出調(diào)整的方法是在無(wú)外載荷作用時(shí)，測(cè)量出零點(diǎn)輸出值，根據(jù)零點(diǎn)輸出值的極性和大小，來(lái)判斷零點(diǎn)輸出調(diào)整電阻 Rz應(yīng)串入哪個(gè)橋臂，串入多少電阻才能使電橋處于平衡狀態(tài)。零點(diǎn)輸出調(diào)整電路如圖 2 所示。

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設(shè)電橋各臂電阻 R1=R2=R3=R4=R。pSJ廣州南創(chuàng)電子科技有限公司

 

 　　由于零點(diǎn)輸出調(diào)整電阻 Rz是串聯(lián)在電橋的橋臂上，因此對(duì)其精度和穩(wěn)定性要求比較嚴(yán)格，主要是電阻率 ρ 要高，電阻溫度系數(shù) α 要小，應(yīng)變靈敏系數(shù) K 要低。一般多采用直徑為 φ0.10mm～φ0.12mm 的漆包錳銅絲 （α＝0.000015/℃） 或漆包康銅絲 （α＝0.000020/℃）。

 　　GB／T 7551-2008 《稱(chēng)重傳感器》 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)零點(diǎn)輸出的要求是 C 級(jí)±1% （額定輸出），D 級(jí)±2% （額定輸出）。

 　　四、線(xiàn)性補(bǔ)償pSJ廣州南創(chuàng)電子科技有限公司
 　　引起稱(chēng)重傳感器輸出與其所測(cè)量的載荷之間不完全成線(xiàn)性關(guān)系的因素有：pSJ廣州南創(chuàng)電子科技有限公司
 　?。?） 面積效應(yīng)影響受壓時(shí)彈性元件的剛度連續(xù)增大，而受拉時(shí)則剛度連續(xù)減小，這一論點(diǎn)是基于彈性模量保持恒定并與同時(shí)發(fā)生的密度變化無(wú)關(guān)的假設(shè)。然而，實(shí)際上是受壓時(shí)彈性模量稍稍增大，受拉時(shí)彈性模量稍微減小，結(jié)果使得面積效應(yīng)影響更加嚴(yán)重。雖然彈性模量的這種變化很小，以致在一般材料性能試驗(yàn)中難以檢測(cè)出來(lái)，但從現(xiàn)代稱(chēng)重傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)來(lái)說(shuō)，其影響仍然是顯著的。即使不考慮彈性模量隨應(yīng)力的變化，我們至少可以估算出由于面積變化引起的非線(xiàn)性誤差。當(dāng)圓柱式彈性元件的軸向應(yīng)變每變化 100με 時(shí)，面積變化所引起的非線(xiàn)性約為 0.003%。pSJ廣州南創(chuàng)電子科技有限公司
 　?。?） 泊松比效應(yīng)影響這是由于彈性元件受載后，軸向電阻應(yīng)變計(jì)電阻值的減小遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫向電阻應(yīng)變計(jì)電阻值的增加，致使電橋內(nèi)某一橋臂電阻的變化與相鄰橋臂電阻的反向變化不匹配，使得整個(gè)稱(chēng)重傳感器的內(nèi)阻輕微減小，故流過(guò)橋臂的電流略增，從而破壞了電橋的“恒流”狀態(tài)，引起電橋非線(xiàn)性誤差。圓柱式彈性元件的軸向應(yīng)變每變化 100με時(shí)，電橋的非線(xiàn)性約為 0.007%，此非線(xiàn)性誤差的符號(hào)總是與面積效應(yīng)引起的非線(xiàn)性誤差相反，因此泊松比效應(yīng)引起電橋的非線(xiàn)性不僅抵消了而且過(guò)度補(bǔ)償了面積效應(yīng)引起的非線(xiàn)性。pSJ廣州南創(chuàng)電子科技有限公司
 　?。?） 電阻應(yīng)變計(jì)的非線(xiàn)性即電阻應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù) K 隨著應(yīng)變量的增加而輕微變化，通常為應(yīng)變量增加 K 值降低。pSJ廣州南創(chuàng)電子科技有限公司
 　?。?） 彈性元件材料的非線(xiàn)性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系主要是彈性元件材料的誤差，當(dāng)應(yīng)變程度較高時(shí)，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系并非完全線(xiàn)性，且滯后、蠕變及彈性模量不是理想的常數(shù)，載荷增加時(shí)非線(xiàn)性也隨之加。 　　 　?。?） 靈敏度溫度補(bǔ)償電阻 RMt和靈敏度一致性調(diào)整電阻 RS的影響RMt和 RS的接入輕微的改變了稱(chēng)重傳感器輸出與外載荷的線(xiàn)性關(guān)系。

 　　稱(chēng)重傳感器非線(xiàn)性誤差原因是上述幾項(xiàng)影響因素的綜合。受載后應(yīng)變區(qū)面積變化的彈性元件固有線(xiàn)性很差，如圓柱式、圓筒式彈性元件。與此相反，彎曲式和剪切式彈性元件，在承受等量拉伸和壓縮應(yīng)力時(shí)其容積一般是相等的，即應(yīng)變區(qū)面積不發(fā)生變化，因此固有線(xiàn)性好。對(duì)于固有線(xiàn)性差的稱(chēng)重傳感器必須進(jìn)行線(xiàn)性補(bǔ)償，有兩類(lèi)線(xiàn)性補(bǔ)償方法：第一類(lèi)是在稱(chēng)重傳感器上采取補(bǔ)償措施；第二類(lèi)是在稱(chēng)重儀表上采取補(bǔ)償措施。圓柱、圓筒式稱(chēng)重傳感器和其它性能指標(biāo)都好，唯獨(dú)線(xiàn)性指標(biāo)不好的稱(chēng)重傳感器，單獨(dú)使用時(shí)可通過(guò)稱(chēng)重儀表進(jìn)行線(xiàn)性補(bǔ)償，批量生產(chǎn)時(shí)必須逐個(gè)在稱(chēng)重傳感器內(nèi)部進(jìn)行線(xiàn)性補(bǔ)償。

 　　圓柱、圓筒式稱(chēng)重傳感器在承受壓向載荷時(shí)，其輸出都成遞減的拋物線(xiàn)，可通過(guò)改變電橋電路的實(shí)際供橋電壓，來(lái)調(diào)整輸出值進(jìn)行線(xiàn)性補(bǔ)償，以達(dá)到提高線(xiàn)性度的目的。為此在圓柱式彈性元件應(yīng)變區(qū)內(nèi)位于電阻應(yīng)變計(jì)的上方，沿軸線(xiàn)方向?qū)ΨQ(chēng)的粘貼兩片線(xiàn)性補(bǔ)償電阻應(yīng)變計(jì) RL，并將它串聯(lián)在電橋的供橋電路中。當(dāng)圓柱式彈性元件承受壓向載荷時(shí)，非線(xiàn)性補(bǔ)償電阻應(yīng)變計(jì)因承受壓向應(yīng)變而使電阻值減小，電橋的供橋電壓Ui恒定不變，根據(jù)電阻分壓原理，線(xiàn)性補(bǔ)償電阻 RL減小，使得電橋的實(shí)際供橋電壓 UAC增大。隨著外載荷逐漸增大，非線(xiàn)性補(bǔ)償電阻 RL不斷減小，實(shí)際供橋電壓 UAC不斷增加，使電橋輸出呈遞增的拋物線(xiàn)。由前面的分析可知，圓柱式稱(chēng)重傳感器的非線(xiàn)性誤差是遞減的拋物線(xiàn)，非線(xiàn)性補(bǔ)償后，電橋輸出的遞減和遞增互補(bǔ)，而使實(shí)際輸出近似為直線(xiàn)，達(dá)到線(xiàn)性補(bǔ)償?shù)哪康?。線(xiàn)性補(bǔ)償電路如圖 3 所示。

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荷蘭 TNO 機(jī)械科學(xué)研究院對(duì)稱(chēng)重傳感器進(jìn)行線(xiàn)性補(bǔ)償時(shí)，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)性補(bǔ)償電阻 RL與其靈敏系數(shù)KL存在系列關(guān)系pSJ廣州南創(chuàng)電子科技有限公司
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