电阻应变片的温度特性-实验
[实验目的]
1．了解温度变化对应变测试系统的影响。
2．熟悉应变电桥温度补偿的方法。
[实验原理]
1．应变片的温度特性。
当环境温度变化时（偏离应变片的标定温度），粘贴在试件（试件未受外力的作用，且
可以自由伸缩）上的应变片电阻值也将随着发生变化。如果此时应变片接入应变仪，将会有
应变输出。这种由于温度变化引起应变输出称为热输出。（这种热输出会给测量带来附加误
差，也称应变片的温度误差）。
产生热输出的主要原因，是标称电阻值发生变化及敏感元件附加变形产生附加电阻。（应
变片电阻丝的温度系数及电阻丝与测试中的膨胀系数不同）。半导体应变片由于其电阻和灵
敏系数的热稳定性差、温度系数较大，（半导体材料灵敏系数是金属材料灵敏系数的50~80
倍，受温度影响大），因而受温度影响引起的热输出会更大。
2．应变片电桥温度补偿方法。
环境温度变化所引起的热输出较大，给测量会带来较大的
误差，必须采取温度补偿措施以尽量减小或消除它的影响。这
里采用补偿片法进行应变桥温度补偿。如图2-1 所示。
在电桥中，R1 为工作片，R2 为补偿片，R1=R2。当温度变化
图2-1
时两应变片的电阻变化ΔR1 与2 ΔR 符号相同，数量相等，桥路如原来是平衡的，则温度变化
后1 4 2 3 R R = R R ，电桥仍满足平衡条件，无漂移电压输出，由于补偿片所贴位置与工作片成
90°，所以只感受温度变化，而不感受悬臂梁的应变。
[实验单元]
直流稳压源± 4V ， ± 2V 、金属箔电阻应变片、半导体应变片、电桥、差动放大器、电
压表、测微头、加热器、与应变片处于同一感温面的热电偶或P-N 结集成温度传感器等。
[实验内容]
1．金属箔电阻应变片的温度效应。按图2-2 接线，开启电源，调整悬臂
梁水平位置，调整差动放大器输出为零，
调整系统输出为零。
用相应的温度传感器测得加热前测试
系统感受的温度。（注意保护薄膜内外
的温差有时可达10℃）
开启“加热”电源，观察测试系统输 图2-2
出电压随温度升高而发生的变化。待电压读数基本稳定后记下电压值。
求出温度漂移值ΔV / ΔT 。
2．应变片电桥的温度补偿。
按图2-3 接好线路，图中R′ 和
R′′ 分别为箔式工作片和补偿片。
重复上实验步骤，求出接入补偿 图2-3
片后系统的温度漂移，并与上实验的
结构进行比较。
3．半导体电阻应变片的温度效应。
按图2-4 接线， R′ 是半导体应变片，
另一臂电阻是电桥上固定电阻。开启电
源后预热数分钟至系统基本稳定。 图2-4
按单臂电桥实验步骤调整悬臂梁水平位置，差动放大器输出调零，调系统输出为零。
用温度传感器测得加温前的工作温度T。
打开“加热”开关，观察随温度升高系统输出电压温漂情况。待电压稳定后测得温升，
求出系统的温漂ΔV / ΔT 。
[注意事项]
1．金属箔电阻变桥激励电压± 4V ，半导体电阻应变桥激励电压为± 2V 。
2．仪器中使用的BHF 型金属箔电阻应变片具有防自蠕变性能，因此温度系数还是比较
小的，而半导体片由于温度系数大，所以非常不容易稳定。
3．应正确选择补偿片。应变片从左至右的8 对接线端中分别是：1-上梁半导体应变工作
片，2-下梁半导体应变工作片，3、5-上梁金属箔应变工作片，4、6-下梁金属箔应变工作片，
7、8-上梁金属箔温度补偿片。应变桥路中工作片与补偿片应在同一应变梁上。
[思考题]
在应变悬臂梁上，温度补偿片为何横向粘贴？
1
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属箔电阻变桥激励电压± 4V ，半导体电阻应变桥激励电压为± 2V 。
2．仪器中使用的BHF 型金属箔电阻应变片具有防自蠕变性能，因此温度系数还是比较
小的，而半导体片由于温度系数大，所以非常不容易稳定。
3．应正确选择补偿片。应变片从左至右的8 对接线端中分别是：1-上梁半导体应变工作
片，2-下梁半导体应变工作片，3、5-上梁金属箔应变工
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属箔电阻变桥激励电压± 4V ，半导体电阻应变桥激励电压为± 2V 。
2．仪器中使用的BHF 型金属箔电阻应变片具有防自蠕变性能，因此温度系数还是比较
小的，而半导体片由于温度系数大，所以非常不容易稳定。
3．应正确选择补偿片。应变片从左至右的8 对接线端中分别是：1-上梁半导体应变工作
片，2-下梁半导体应变工作片，3、5-上梁金属箔应变工
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箔电阻变桥激励电压± 4V ，半导体电阻应变桥激励电压为± 2V 。
2．仪器中使用的BHF 型金属箔电阻应变片具有防自蠕变性能，因此温度系数还是比较
小的，而半导体片由于温度系数大，所以非常不容易稳定。
3．应正确选择补偿片。应变片从左至右的8 对接线端中分别是：1-上梁半导体应变工作
片，2-下梁半导体应变工作片，
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箔电阻变桥激励电压± 4V ，半导体电阻应变桥激励电压为± 2V 。
2．仪器中使用的BHF 型金属箔电阻应变片具有防自蠕变性能，因此温度系数还是比较
小的，而半导体片由于温度系数大，所以非常不容易稳定。
3．应正确选择补偿片。应变片从左至右的8 对接线端中分别是：1-上梁半导体应变工作
片，2-下梁半导体应变工作片，
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箔电阻变桥激励电压± 4V ，半导体电阻应变桥激励电压为± 2V 。
2．仪器中使用的BHF 型金属箔电阻应变片具有防自蠕变性能，因此温度系数还是比较
小的，而半导体片由于温度系数大，所以非常不容易稳定。
3．应正确选择补偿片。应变片从左至右的8 对接线端中分别是：1-上梁半导体应变工作
片，2-下梁半导体应变工作片，
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，而半导体片由于温度系数大，所以非常不容易稳定。
3．应正确选择补偿片。应变片从左至右的8 对接线端中分别是：1-上梁半导体应变工作
片，2-下梁半导
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