灵敏度温度误差的性质

为分析张力传感器灵敏度温度误差，现以圆柱式结构的弹性元件为例，其灵敏度计算公式为

S= 1+μ/2 · KP/ EA

式中 μ一弹性元件材料的泊松比;

K一电阻应变计的灵敏系数;

P一张力传感器的额定载荷;

E一弹性元件材料的弹性模量;

A一弹性元件应变区的截面积。

取对数并微分可推导出灵敏度的相对变化与各参数之间关系的表达式为

dS/S=d(1+μ)/ 1+μ+dK/K-Da/A-dE/E

式中：d(1+μ)/ 1+μ=μ/1+μ · φdt=0.23φdt

Φ一泊松比μ的温度系数，对合金钢φ=1*10^-4/⁰C

dK/K=γdt

γ一电阻应变计妖精敏系数K的温度系数；

可以得出，不论是利用正应力还是利用切应力的张力传感器，其灵敏度温度误差是一个系统误差，起主要影响的因素是β，因βε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，张力传感器的灵敏度增大。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。这说明张力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张力传感器弹性元件的结构有关。国内外张力传感器制造企业大量的试验测量数据证明，对同一种弹性元件结构而言，只要金属材料、电阻应变计和制造工艺不变，灵敏度温度误差的分散度比较小，一般小于10%，这主要是制造和补偿工艺引起的。以上理论分析与公式推导，为用补偿方法消除灵敏度温度误差提供了理论基础。