称重传感器 - 灵敏度温度误差分析

早在20世纪40年代中期，美国和前苏联学者就注意到了温度对测力指示仪器示值的影响，正确的分析了引起机械测力环温度误差的原因，并准确测量出其修正系数为 0.027% ／℃，时至今日还 在继续为各国所使用。同样以金属材料为弹性元件组成的称重传感器，其温度误差与之非常相似， 只是影响因素更复杂一些，因为除弹性元件外还有电阻应变计、补偿电阻、测量电路的影响。

荷兰TNO机械院推导出的称重传感器灵敏度温度误差表达式为：

式中：

γ—电阻应变计灵敏系数的温度系数； 

αL—弹性元件材料的线膨胀系数；

 βE—弹性模量的温度系数。

不论是利用正应力还是利用切应力的称重传感器，其灵敏度温度误差是一个系统误差，起主要 影响的因素是弹性模量 E 的温度系数 βE。因 βE 为负值，所以环境温度升高，弹性元件材料的弹性 模量 E 降低，称重传感器的灵敏度增大，而产生灵敏度温度误差。γ 的影响主要取决于电阻应变计 敏感栅的电阻合金材料，在一定程度上取决于应变粘接剂、固化工艺规范及敏感栅的几何形状。如 果弹性元件材料，电阻应变计敏感栅和基底材料以及制造工艺都一样，圆环式结构比圆柱式和剪切 梁式结构的灵敏度温度误差要小一些，大约小 6％左右。这说明称重传感器灵敏度温度误差的影响因 素，主要是弹性元件材料的弹性模量 E，其次是电阻应变计灵敏系数和制造工艺，在相当小的程度上 与称重传感器弹性元件的结构有关。