测量中应变片的误差分析

化于人以外的各种设备中， 并由这些设备 与办公人员构成服务于某种目标的人机信 息处理系统。其目的是尽可能充分的利用 信 息 资 源 ， 提 高 生 产 率 、工 作 效 率 和 质 量 ， 节省时间， 辅助决策、求取更好的经济效 果， 以达到既定的目标。目前的办公自动化 系统是以知识管理为核心， 建立在企业 Ｉｎｔｒａｎｅｔ 平台上， 旨在帮助企业实现动态的 内容和知识管理。办公自动化表现出以下 特点： 第一， 其应用背景由单纯的模拟手工 办公环境的运用， 向一个要求更高的电子 化协同工作环境转化， 其环境必须为用户 提供一个打破部门界限的网络互动式办公 作业环境； 第二， 对于办公自动化的理念有 了新的定义， 由原先作为企业行政办公信 息化服务的概念， 逐步扩大延伸到企业的 各项业务管理环节， 成为企业运营信息化 和数字化的一个重要组成环节； 第三， 其外 延部分得到了迅速的扩展， 其中知识管理 理念的渗透表现尤为突出。
（ ６）
ｌｔ２ ＝ｌ（０ １＋!２ △ｔ） ＝ｌ０＋ｌ０!２ △ｔ
（ ７）
△ｌｔ２ ＝ｌｔ２ － ｌ０＝ｌ０!２ △ｔ
（ ８）
式中
ｌ０— ——温度为 ｔ０ 时的应变丝长度； ｌｔ１— ——温度为 ｔ 时的应变丝长度； ｌｔ２— ——温 度 为 ｔ 时 的 应 变 丝 下 的 试 件 长度；
!１— — — 应 变 丝 材 料 的 线 膨 胀 系 数 ； !２— — — 试 件 材 料 的 线 膨 胀 系 数 ； △ｌｔ１— ——温度变化△ｔ 时 的 应 变 丝 的 膨 胀量；
械工业出版社， ２０００．３。 ［４］郑 仲 民 ，《动 态 测 试 技 术》， 北 京 机 械 工 业
出版社， １９８８。
企业家天地 ２００８ 年 ６ 月
２６３
变片， 其特性方程是． 灵敏度 Ｋ的大小受很
多因素影响， 所以是用实验方法来确定的。
本文主要是就应变片的横向效应对应变片
测量非电量的影响以及实验当中的温度误
差及其自补偿分析。
关键词： 应变 应变片 灵敏度 横向效应
温度 误差 补偿方法
图 ２ 误差原因分析图
一 、横 向 效 应 误 差 及 处 理 方 法
横向误差效应是一个确定的横向误
”对应 变 式 传 感 器 而 言 ， 弹 性 体 某 点 的 差， 恒 定 的 误 差 可 以 通 过 标 定 的 方 向 来 消
最大应变是提供传感器产生最大灵敏度的 除。
测点， 但是由于应变片不得不存在连接纵
综上所述， 用应变片测构件受力后产
栅的横栅， 因此， 即使是被测试件处在单位 生的主应变时， 应把应变片的沿纵轴 Ｘ 方
则应变为△;ｔ!＝△ｌｔ!／ｌ０＝（ !２－ !１） ） △ｔ
（ ９） （ １０）
２６２
企业家天地 ２００８ 年 ６ 月
论 坛·技 术 创 新
基于 ＡＳ Ｐ 的财政办公自动化 系统的设计与实现
□黄旭辉／文
摘 要： 本文在电子政务蓬勃发展的背景 下， 在分析办公自动化及其特点的基础上， 结 合 财 政 系 统 的 需 求 分 析 ， 做 了 基 于 ＡＳＰ 的办公自 动 化 可 行 性 分 析 ， 采 用 Ｂ／ Ｓ 设 计 模式， 实现适合财政系统的办公自动化系 统。 关键词： ＡＳＰ 办公自动化 设计
△Ｌ 引 起 的 温 度 效 应 误 差 以 及 当 实 测 状 况 与 标 定 条 件（ 试 件 泊 松 比 μ＝０．２８５， 应 变 计 纵 轴 Ｘ 与 试 材 主 应 变 +Ｘ 方 向 一 致 ； 使 用 的 应 变 片 与 标 定 的 应 变 片 是 同 批 产 品）
果就使敏感栅总的电阻 增 量△Ｒ 减 小 了 一 不 一 致 时 ， 测 出 的 电 阻 变 化 率 显 示 值
作者单位： 中南大学土木建筑学院
参考文献 ［１］王 化 祥 ， 传 感 器 原 理 及 应 用［Ｍ］， 天 津 ：天
津大学出版社， １９８８．９．３０－ ３１。 ［２］栾 桂 冬 ， 传 感 器 及 其 应 用［Ｍ］， 西 安 ：西 安
电子科技大学出版社， ２００２．１．２６－ ２７。 ［３］张 建 民 ， 传 感 器 与 检 测 技 术［Ｍ］， 北 京 ：机
以不可忽视。
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当温度变
化时， 在粘贴试件上的应变丝与试件在长
度方向上一起产生变化， 由于两者膨胀系
数不同， 而产生误差。其关系可由下式表
示：
ｌｔ１＝ｌ（０ １＋!１ △ｔ） ＝ｌ０＋ｌ０!１ △ｔ
（ ５）
△ｌｔ１＝ｌｔ１－ ｌ０＝ｌｔ１!１ △ｔ
１、温度变化引起电阻应变计阻值变化。
由于温度变化引起电阻应变计敏感栅
图 １ 平面力作用下的试件主应变的测量 阻值变化而产生附加应变。其关系可用下
二 、应 变 片 的 横 向 效 应 误 差
式表示：
考虑了横向效应后， 就可以得到任意 平面应变场中的应变计特征方程。
设某试件处于平面里的作用下， 如图 ２， 因为纵向力远大 于 横 向 力 ， 因 此 轴 向 力
拉伸受力状态， 试件由于材料本身性质的 向粘贴， 希望敏感栅所感受的应变值等于
原因， 试件表 面 仍 为 平 面 应 变 状 态（ 轴 向 伸 长和横向缩短） 。如图 １ 所示， 当拉力 !Ｘ 使 试件沿 Ｘ 方向伸长时， 沿横向将缩短。贴在
*１。但由于干扰信号的存在， 不可避免的要 产生误差。引起误差的主要因素有： 粘贴质 量 引 起 敏 感 栅（ ２△Ｌ） 段 的 失 效 ； 横 栅 ａ 引
引起的电阻变化为
△Ｒｔ!＝Ｒ０Ｓ!ｔ!＝Ｒ０Ｓ（ !２－ !１） △ｔ
（ １１）
３、由于温度变化△ｔ 而 引 起 的 总 电 阻
变化为：
△Ｒｔ＝ △Ｒｔ"＋ △ Ｒｔ!＝ Ｒ０ " △ｔ＋Ｒ０Ｓ（ !２－ !１）
△ｔ
（ １２）
这样， 由于温度变化产生的总的虚假
应变量为：
"ｔ＝（ △Ｒｔ／Ｒ０） ／Ｓ＝α△ｔ／Ｓ＋（ !２－ !１） △ｔ （ １３）
△Ｒ０6— ——温度变化△ｔ 时的电阻变化； α— —— 敏感栅材料的电阻温度系数；
由于温度的变化△ｔ， 引起敏感栅的阻
值 Ｒ０7 与应变 8ｔａ 有以下关系：
9ｔａ＝
Ｒｔａ ／Ｒ Ｓ
＝ Ｒ０ａ △ｔ Ｒ０ Ｓ
＝ ａ△ｔ Ｓ
（ ４）
式中： Ｓ— ——应变计的灵敏度系数。
:ｔａ 值就是由于 温 度 变 化 引 起 的 附 加 应 变， 一般它与试件应变具有相同的数量， 所
温度系数不同， 一个为正， 一个为负的特
性， 将两者串联绕制成敏感栅 。
若 两 段 敏 感 栅 Ｒ１ 和 Ｒ２ 由 于 温 度 变
化而产生的电阻变化为大小相等而符号相
反， 就可以实现温度补偿。电阻 Ｒ１ 和 Ｒ２ 的
比值关系由下式决定：
Ｒ１ Ｒ２
＝
△Ｒ２ｔ／Ｒ２ △Ｒ１ｔ／Ｒ１
（１５）
其中（ Ｒ１ｔ） ＝－（ Ｒ２ｔ）
知， 实现温度补偿的条件为：
α△ｔ／Ｓ＋（ !２－ !１） △ｔ＝０
即 α＝－ Ｓ（ !２－ !１）
（ １４）
当被测试材料确定后， 通过选取合适
的 应 变 片 敏 感 栅 材 料 满 足 式（ １４） ， 可 达 到
温度自补偿。
（ ２） 双金属敏感栅自补偿应变片。
这种应变片也称组合式自补偿应变
片， 它是利用两种电阻敏感栅材料的电阻
论 坛·技 术 创 新
测量中应变片的误差分析
□李 鹏 黄 晴／文
摘 要： 应变片在测量应力方面得到广泛 的应用， 其种类很多， 但是反应基本工作原 理及特性的基础结构是最早出现的丝式应
到△Ｒ／Ｒ＝ＫＸ（%Ｘ＋Ｈ&Ｙ），对于要测的主应变 ’１＝ (Ｘ 而言， Ｈ)Ｙ 项是干扰项， 而且是横向干扰 项。
一 、办 公 自 动 化 及 其 特 点 世界上较具权威的定义是美国麻省理 工学院季斯曼教授对办公自动化的定义： 办公自动化就 是 将 计 算 机 技 术 、通 信 技 术 、 系统科学与行为科学应用于传统的数据处 理技术难以处理的数量庞大且结构不明确 的、包括非数字型信息的办公事务处理的 一项综合技术。１９８５ 年， 我国的专家学者在 全国第一次办公自动化规划会议上， 经过 反复地比较和讨论， 将办公自动化定义为： 办公自动化是基于先进的网络互连基础上 的分布式软件系统， 它利用先进的科学技 术， 不断地使人的一部分办公业务活动物
由式（ １３） 可 知 ， 由 于 温 度 变 化 而 引 起
附加电阻的变化或者造成了虚假应变， 从
而给测量试件的应变带来误差。这个温度
误差除与环境温度变化有关外， 还与应变
片 本 身 的 性 能 参 数（ Ｓ， α， !１） 以 及 试 件 的 线膨胀系数 !２ 有关。这里我们不考虑应变 片本身性能参数和试件的线膨胀系数， 就
二、基于 ＡＳ Ｐ 的办公自动化可行性分析
１、结 构 的 可 行 性 。 Ｂ／Ｓ 模式， 是 一 种 以 ＷＥＢ 技 术 为 基 础 的新型的系统平台模式。它利用了目前成 熟和普及的浏览器技术实现了强大的功 能， 在此结构下， 用户界面完全通过 ＷＥＢ 浏览器实现， 一部分简单的事务逻辑在客 户端实现， 主要事务逻辑在服务器端实现。 采用此模式开发可以节约开发成本， 减少 管理员维护的难度， 同时用户操作与上网 一致， 有很好的易操作性。 ２、经 济 可 行 性 。 由于 ＡＳＰ 程序设计采用结构化设 计 思 想， 且具有语言简单易学开发快捷等特点， 所以用 ＡＳＰ 开发办公自动化过程中， 一 些 可 预 见 的 风 险 可 降 到 最 低 ； ＡＳＰ 开 发 的 应 用程序易于维护， 可降低产品后期的维护 成本， 提高项目利润点， 所以从经济角度来 讲 ， ＡＳＰ 开 发 办 公 自 动 化 系 统 也 是 非 常 可 行的。 ３、市 场 可 行 性 。 目前我国已有的办公自动化系统各种