補償電阻器介紹

高精度傳(chuan) 感器除應選用高精度應變計外，還須進行一係列補償(chang) 和調整。R係列補償(chang) 電阻器是一種粘貼式的可調整補償(chang) 電阻器，可用來改善傳(chuan) 感器的輸出靈敏度、靈敏度溫度變化、零點輸出、零點溫度漂移等一係列技術參數，且具有粘貼容易、調整方便、與(yu) 彈性體(ti) 材料的溫度性能一致、補償(chang) 精度高等優(you) 點。

一、補償(chang) 電阻器的命名規則
以中航電測儀(yi) 器股份有限公司對補償(chang) 電阻器的命名規則舉(ju) 例如下：

二、補償(chang) 電阻器選用方法
高精度傳(chuan) 感器在製造中還需要一係列的補償(chang) 。用來改善傳(chuan) 感器的技術參數，主要靈敏度溫度補償(chang) 、靈敏度補償(chang) 、零點平衡補償(chang) 、零點溫度補償(chang) 。下麵主要介紹各種補償(chang) 的方法及補償(chang) 電阻器的選用：
(1)靈敏度溫度補償(chang) (亦稱彈性模量補償(chang) )：通常采用RNF、RBF係列固定式(或組合式)補償(chang) 電阻器。當傳(chuan) 感器所處環境的溫度發生變化時，傳(chuan) 感器彈性元件的彈性模量和應變計的靈敏係數隨之改變，傳(chuan) 感器的靈敏度也因此發生相應的變化，從(cong) 而產(chan) 生測量誤差。為(wei) 此，高精度傳(chuan) 感器對這種誤差進行補償(chang) 。具體(ti) 方法是：在供橋回路中串入補償(chang) 電阻器，利用其電阻隨溫度變化且方向正好與(yu) 傳(chuan) 感器靈敏度的變化相反的特征，來抵消溫度變化引起的傳(chuan) 感器靈敏度的漂移，從(cong) 而達到補償(chang) 的目的。補償(chang) 電阻大小可通過公式： Rm=[(S1-S2)*Rin]/計算得到。其中Rm為(wei) 補償(chang) 電阻器電阻值；S1、S2分別為(wei) 溫度T1、T2時的傳(chuan) 感器靈敏度；Rin為(wei) 溫度T1時橋路輸入電阻;ac為(wei) 補償(chang) 電阻器的電阻溫度係數。
(2)靈敏度補償(chang) ：可采用RCF係列補償(chang) 電阻器或電阻溫度係數較小的絲(si) 材。由於(yu) 彈性元件材料、加工尺寸以及應變計靈敏係數存在差異，傳(chuan) 感器的靈敏度分散(<1%)迭加，傳(chuan) 感器的靈敏度往往比較大。為(wei) 了提高傳(chuan) 感器互換性，在傳(chuan) 感器製造中，一般有意將其靈敏度設計稍高於(yu) 標準值，然後在加工中根據實測結果再把它調整為(wei) 標準值。具體(ti) 方法是：在供橋回路中串入電阻溫度係數較小的補償(chang) 電阻器，使傳(chuan) 感器的實際供橋電壓降低，從(cong) 而降低傳(chuan) 感器的靈敏度。補償(chang) 電阻器的阻值大小可通過公式：Rc=(S1-S0)/S0*R計算得到。其中Rc為(wei) 補償(chang) 電阻器電阻值；S1、S2分別為(wei) 串入Rc前實測靈敏度和調整後要求的標準靈敏度；R為(wei) 橋路的輸入阻值。
(3)零點平衡補償(chang) ：通常采用在橋路中某一橋臂上串聯一電阻溫度係數較小的RCF補償(chang) 電阻的方法，使傳(chuan) 感器的應變計橋路在空載時輸出近似為(wei) 零，以減少測量誤差和便於(yu) 測量儀(yi) 表調零。通常采用結構為(wei) 摩擦式、切割式或短接式的補償(chang) 電阻器，它們(men) 均可以靈活方便地調整橋路的零點。摩擦式補償(chang) 電阻器可采用調阻研磨粉對箔柵進行打磨調整電阻值；切割式補償(chang) 電阻器可通過切割連接柵的方法調整電阻值；短接式補償(chang) 電阻器則采用短接連接柵的方法調整電阻值。例如(如下圖：零點補償(chang) 示意圖Ra),我們(men) 設定應變計R1、R3感受亞(ya) 向應變(負應變)、應變計R2、R4感受拉向應變(正應變)。如果零點輸出為(wei) 正，那麽(me) ，應該向ab端電阻增大(即通過打磨的方式將其電阻值增大)，同時檢測零位輸出，直到零位輸出達到零為(wei) 止；如果零點輸出為(wei) 負，那麽(me) ，應該將ac端電阻增大(即通過打磨的方式將其電阻值增大)，同時檢測零位輸出，直到零位輸出達到零為(wei) 止。我們(men) 推薦采用摩擦式RCF5-AZ04的應變計調整零位，下圖中Ra即為(wei) 零點平衡補償(chang) 電阻。

(4)零點溫度補償(chang) ：通常采用在橋路某一橋臂中串聯一電阻溫度係數較大的RNF補償(chang) 電阻或純銅絲(si) 、鎳絲(si) 漆包線的方法來減少溫度對零點輸出的影響。傳(chuan) 感器空載輸出基本為(wei) 零，當傳(chuan) 感器的溫度變化時，一方麵彈性元件、粘結劑、應變計都有不同程度的熱脹冷所縮，引起應變計電阻變化；另一方麵敏感柵材料的電阻溫度係數也會(hui) 引起應變計電阻變化。這些均會(hui) 影響到傳(chuan) 感器的零點輸出，即使采用溫度自補償(chang) 應變計和全橋接法，由於(yu) 應變計溫度性能分散等原因，溫度變化時輸出零位多少有些變化，所以要對其進行補償(chang) 。具有做法是：先對傳(chuan) 感器進行溫度試驗，得出補償(chang) 電阻-零點溫度漂移的規律後，按照各個(ge) 傳(chuan) 感器的溫度零點漂移值對應的電阻，調整相應橋臂補償(chang) 電阻器的阻值。補償(chang) 電阻器的阻值可通過公式：
Rt=│R*(U2-U1)│/│250*ac*Uin*(T2-T1)│計算得到。其中Rt為(wei) 補償(chang) 電阻器電阻值；R為(wei) 橋臂電阻值；Uin為(wei) 供橋電壓；ac為(wei) 補償(chang) 電阻器的電阻溫度係數；U1、U2分別為(wei) 溫度T1、T2時的零點輸出電壓。零點溫度補償(chang) 通常采用補償(chang) 絲(si) 或結構為(wei) 摩擦式、切割柵式及短接式的補償(chang) 電阻器。
零點溫度補償(chang) 原理基本和零點平衡補償(chang) 相似，隻不過需要在模擬溫度場下完成。
舉(ju) 例說明，例如(如下圖：零點溫度補償(chang) 示意圖Rt),我們(men) 設定應變計R1、R3感受亞(ya) 向應變(負應變)、應變計R2、R4感受拉向應變(正應變)。如果零點輸出(以正溫為(wei) 例，正溫下的零點輸出與(yu) 常溫零點輸出差值即為(wei) 零點溫度輸出)為(wei) 正，那麽(me) ，應該將fg端電阻增大到計算的阻值(即通過打磨的方式將其電阻值增大)，然後檢測溫度零位輸出再進行調整，直到零位輸出與(yu) 初始零點一致為(wei) 止；如果零點輸出為(wei) 負，那麽(me) ，應該將ef端電阻增大(即通過打磨的方式將其電阻值增大)，然後檢測溫度零位輸出再進行調整，直到零位輸出與(yu) 初始零點一致為(wei) 止。我們(men) 推薦采用摩擦式RNF1-AT02的應變計調整溫度零點輸出，下圖中Rt即為(wei) 溫度零點補償(chang) 電阻。

傳(chuan) 感器橋路補償(chang) 電路原理圖(見下圖)

R1、R2、R3、R4為(wei) 橋路應變計
Rt為(wei) 零點溫度補償(chang)
Ra零點輸出調整電阻
Rm靈敏度溫度補償(chang) 電阻
RL線性補償(chang) 電阻
V激勵電壓
E0橋路輸出(或測量輸出)
 

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