学习单元一电阻应变式传感器（2）半桥工作（差动电桥）。单臂电桥电路的非线性误差与△R/R成正比。对于金属丝应变片，△R非常小，非线性误差可以忽略；对于半导体应变片，受力产生应变时的△R很大，非线性误差不可忽略。为了减小和克服非线性误差，常采用半桥电路（差动电桥），即在试件上安装两个工作应变片，一个受力产生拉应变，另一个受力产生压应变，则这两只应变片的电阻变化相等、大小相反。将这两只应变片接入电桥相邻桥臂，称为半桥差动电路，如图3-8(a)所示
学习单元一 电阻应变式传感器 （2）半桥工作（差动电桥）。单臂电桥电路的非线性误 差与ΔR1 /R1成正比。对于金属丝应变片，ΔR非常小，非线性 误差可以忽略；对于半导体应变片，受力产生应变时的ΔR很 大，非线性误差不可忽略。为了减小和克服非线性误差，常 采用半桥电路（差动电桥），即在试件上安装两个工作应变 片，一个受力产生拉应变，另一个受力产生压应变，则这两 只应变片的电阻变化相等、大小相反。将这两只应变片接入 电桥相邻桥臂，称为半桥差动电路，如图3-8(a)所示
学习单元一电阻应变式传感器可得差动电桥的输出电压为R, +AR,R,)EU=((3-17)R +AR +R,-AR,R, +R设初始条件为R1=R2=R3=R4=R，△R1=△R2=△R，带入式(3-17)可得EARU=(3-18 )2 R,此时电路输出电压U与△R/R成线性关系，无非线性误差电压灵敏度是单臂工作时的2倍。此外，电路还具有温度补偿作用
学习单元一 电阻应变式传感器 可得差动电桥的输出电压为 （3-17） 设初始条件为R1=R2=R3=R4=R，ΔR1=ΔR2=ΔR，带入式 （3-17）可得 （3-18） 此时电路输出电压U与ΔR/R成线性关系，无非线性误差， 电压灵敏度是单臂工作时的2倍。此外，电路还具有温度补偿 作用。 E R R R R R R R R R U ( ) 3 4 3 1 1 2 2 1 1 + − + + − + = 1 1 2 R E R U =
学习单元一电阻应变式传感器（3）全桥工作。若将电桥四臂均接入应变片，如图3-8(b)所示，即两个受拉应变、两个受压应变，将两个应变符号相反的应变片接入相邻桥臂上，两个应变符号相同的应变片接入相对桥臂上，就构成全桥差动电路。与半桥差动电路同理，可得全桥差动电路的输出电压为U=EAR(3-19)R,此时电路输出电压U与△R/R成线性关系，无非线性误差，电压灵敏度是单臂工作时的4倍
学习单元一 电阻应变式传感器 （3）全桥工作。若将电桥四臂均接入应变片，如图3-8(b) 所示，即两个受拉应变、两个受压应变，将两个应变符号相反的 应变片接入相邻桥臂上，两个应变符号相同的应变片接入相对桥 臂上，就构成全桥差动电路。与半桥差动电路同理，可得全桥差 动电路的输出电压为 （3-19） 此时电路输出电压U与ΔR/R成线性关系，无非线性误差，电 压灵敏度是单臂工作时的4倍。 1 1 R R U E =
学习单元一电阻应变式传感器BBoO++ARR2-△R2R2-△R2R,+△RUURR4R+ARR3-△R3oODDHHEE(b)(a)图3-8差动电桥
学习单元一 电阻应变式传感器 图3-8 差动电桥
学习单元一电阻应变式传感器(二)温度误差及温度补偿用应变片进行实际测量时由于环境温度变化引起的电阻变化与试件应变而产生的电阻变化基本有相同的数量级，因此会产生很大的测量误差
学习单元一 电阻应变式传感器 （二） 温度误差及温度补偿 用应变片进行实际测量时， 由于环境温度变化引起的电阻变化 与试件应变而产生的电阻变化基本 有相同的数量级，因此会产生很大 的测量误差