称重传感器中零点温度漂移的因素与补偿原理

产生零点温度漂移的因素

称重传感器在无外载荷作用时的输出称为零点输出。零点输出受环境温度影响,随温度变化而变化称为零点温度漂移。影响零点温度漂移的因素很多,归纳起来主要有:

(1)弹性元件、电阻应变计、应变胶粘剂的线膨胀系数不同,弹性元件的纵向和横向膨胀率不同,在环境温度发生变化时,都会产生不同程度的热胀冷缩,使电阻应变计敏感栅伸长或缩短引起电阻变化;

(2)称重传感器电阻应变计敏感栅材料的电阻温度系数不为零,各电阻应变计之间又有一定的分散度,而敏感栅材料的电阻率也随环境温度变化,这都会引起电阻值的改变;

(3)由于各电阻应变计的引出线及连接导线长度不同,温度变化可引起电桥导线的电阻变化;

(4)连线组桥时,不同材料(如康铜丝、锰铜丝、镍丝等)焊点之间存在着较小的热电势,也可以引起电阻变化; 

(5)弹性元件与外壳的温度系数不同,弹性元件曲率的影响,大气压力波动等,虽然这几项影响小,也会使电阻值发生微小变化。

上述这些因素直接影响称重传感器的输出,产生较大的零点温度漂移。就是采用温度自补偿电阻应变计,由于其特性的分散以及粘贴、加压、固化等工艺影响,仍不能全部抵消引起零点温度漂移的各因素。减小零点温度漂移最有效的方法,就是对称重传感器逐个进行零点温度补偿。

零点温度补偿原理

引起称重传感器零点温度漂移的各种因素的综合影响,都可以看成是电桥四个桥臂电阻应变计的电阻温度系数不一致而造成的。如果能使电桥四个桥臂的电阻温度系数一致或非常接近,就可以消除或最大限度的减小零点温度漂移。根据这一理论,首先要找出电桥中电阻温度系数小的桥臂,并在其上串入个电阻温度系数大的零点温度补偿电阻R,以提高这个桥臂总的电阻温度系数。其次要选择合适电阻值的零点温度补偿电阻R,使四个桥臂的电阻温度系数一致或接近，京可起到抵消称重传感器零点温度漂移的影响,达到了零点温度补偿的目的。