当电阻应变片安装在无外力作用、无约束的构件表面上时,在温度变化的情况下,它的电阻会发生变化的现象,称为电阻应变片的温度效应。温度变化时,应变片敏感栅材料的电阻会发生变化,并且,应变片和构件都会因温度变化而产生变形,从而使应变片的电阻值随温度变化而变化。这种温度效应将影响电阻应变片测量构件表面应变的准确性。通常,将温度效应产生的应变片的电阻相对变化所对应的应变量,称为热输出。
温度误差及其产生原因:
温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变,电阻与温度关系可用下式表达:
式中,Rt为温度为t时的电阻值; R0为温度为t0时的电阻值;△t为温度的变化值;△Rta为温度变化△t时的电阻变化;a为敏感栅材料的电阻温度系数。
将温度变化△t时的电阻变化折合成应变,则:
(2) 试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同,使应变片产生附加应变。如粘贴在试件上一段长度为l0的应变丝,当温度变化△t时,应变丝受热膨胀至ltl,而应变丝l0下的试件伸长为 。
式中,l0为温度为t0时的应变丝长度;ltl为温度t时的应变丝长度;lt2为温度t时应变丝下试件的长度;β丝、β试为应变丝和试件材料的线膨胀系数;△lt1 、△lt2为温度变化△t时应变丝和试件膨胀量。
如β丝 ≠β试,则△lt1≠△lt2,由于应变丝与试件是粘结在一起的,若β丝<β试则应变丝被迫从△lt1拉长至△lt2,使应变丝产生附加变形△ltβ。
折算为应变
可见:由于温度变化而引起附加电阻变化或造成了虚假应变,从而给测量带来误差。电阻应变片的温度效应主要取决于敏感栅和构件材料的性能和温度变化范围。但实际上,它还与基底和粘结剂材料、应变片制造工艺和使用条件等有关