单臂电桥温度补偿实验装置

① 惠斯通电桥为什么能补偿温度

导体的电阻受温度的影响，但惠斯通电桥是根据电桥平衡的原理测量电阻，温度对四个桥臂的影响基本是一样的，对电桥平衡的影响也很微小。因此，极大地减小了温度对测量精度的影响。

② 简述电阻应变式传感器的温度补偿原理

电阻应变片的温度补偿方法通常有应变片自补偿法和桥路补偿法两类。

应变片自补偿法师通过精心选配敏感栅材料与结构参数，使得当温度变化时，产生的附加应变为零或相互抵消。具体可包括单丝自补偿法和双丝组合式自补偿法。

桥路补偿法：如下图所示电桥，其中R1为工作应变片，R2为补偿应变片。工作应变片贴在被测试件表面上，R2粘贴在一块与试件材料完全相同的补偿块上，不承受应变，自由的放在试件上或附近。

当温度发生变化时，R1和R2的电阻都发生变化，由于温度变化相同，且R1、R2为相同应变片，所以R1、R2的电阻变化相同，这时电桥输出不受影响，即是说电桥的输出与温度变化无关，只与被测应变有关，从而起到温度补偿的作用。

电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。

弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。

(2)单臂电桥温度补偿实验装置扩展阅读：

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。

测振时，把它固定在被测物上，使仪器的外壳与结构物仪器振动，直接测量的是质量块相对于外壳的振动。应变式加速度计是将电阻应变效应与系统惯性力原理良好的组合，在实际的测试工作中具有很好的应用性。

在一些电子产品中，会用到一些正温度系数和负温度系数的电子元件，以电阻为例正温度系数的随温度升高，电阻值升高，负温度系数的正好相反。

应用中，比如做一块传感器，如果单用一种温度系数的元件，误差相对会比较大，如果用正负温度系数的元件相结合，正好正负相平衡，误差相对会比较小。

③ 半桥单臂电桥电路时，为什么一定要考虑温度补偿问题

应变片安装在可以自由膨胀的试样上,试样不受外力作用,当环境温度发生变化时,应变片的指示应变会随着温度的变化而变化.该指示应变的变化一部分是由于试样的热胀冷缩（称为试样的温度应变）所致；另一部分是由于环境温度变化直接造成电阻丝电阻变化所致.考虑温度补偿,由于补偿块与试样材质相同,所以由于环境温度变化（非外力作用）引起的应变变化相同,单臂半桥的测量电阻为两个桥臂应变之差,正好消除了环境温度变化的影响.

④ 简述利用惠斯通电桥进行温度补偿的原理

导体的电阻受温度的影响，但惠斯通电桥是根据电桥平衡的原理测量电阻，温度对四个桥臂的影响基本是一样的，

⑤ 惠斯通电桥全桥半桥四分之一桥的都适用于什么情况还有关于温度补偿

全桥和半桥是测量中两种电路连接方式，一般来说半桥是外界补偿，即在补偿片是单独的，通过导线于桥路连接，以达到补偿目的。全桥是一种自补偿电路。两种补偿电路的补偿系数，使用范围什么的都是不同 的。建议你找实物自己连一下，就很容易明白了

⑥ 麻醉机如何实现温度和压力补偿

第一个问题：电阻应变片的测量电路
在使用应变片测量应变时，必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。为此，一般是把应变片接入某种电路，让其电阻值的变化对电路进行某种控制，使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号，然后，只要对这个电信号进行相应的处理就行了。常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥，它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。在此，仅以直流电压电桥为例加以说明。
一、电桥的输出电压
电阻应变仪中的电桥线路如图a-4所示，它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。可取为应变片、和为应变片或～均为应变片等几种形式。、和、分别为电桥的输入端和输出端。根据电工学原理，可导出当输入端加有电压时，电桥的输出电压为当时，电桥处于平衡状态。因此，电桥的平衡条件为。当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有、、和的变化时，可近似地求得电桥的输出电压为由此可见，应变电桥有一个重要的性质：应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。对于平衡电桥，如果相邻两桥臂的电阻变化率大小相等、符号相同，或相对两桥臂的电阻变化率大小相等、符号相反，则电桥将不会改变其平衡状态，即保持。如果电桥的四个桥臂均接入相同的应变片，则有式中，～分别为接入电桥四个桥臂的应变片的应变值。
图a-4
电桥原理
图a-5
半桥单臂温度补偿接法
二、温度效应的补偿
贴有应变片的构件总是处在某一温度场中。若敏感栅材料的线膨胀系数与构件材料的线膨胀系数不相等，则当温度发生变化时，由于敏感栅与构件的伸长（或缩短）量不相等，在敏感栅上就会受到附加的拉伸（或压缩），从而会引起敏感栅电阻值的变化，这种现象称为温度效应。敏感栅电阻值随温度的变化率可近似地看作与温度成正比。温度的变化对电桥的输出电压影响很大，严重时，每升温，电阻应变片中可产生几十微应变。显然，这是非被测（虚假）的应变，必须设法排除。排除温度效应的措施，称为温度补偿。根据电桥的性质，温度补偿并不困难。只要用一个应变片作为温度补偿片，将它粘贴在一块与被测构件材料相同但不受力的试件上。将此试件和被测构件放在一起，使它们处于同一温度场中。粘贴在被测构件上的应变片称为工作片。在连接电桥时，使工作片与温度补偿片处于相邻的桥臂，如图a-5所示。因为工作片和温度补偿片的温度始终相同，所以它们因温度变化所引起的电阻值的变化也相同，又因为它们处于电桥相邻的两臂，所以并不产生电桥的输出电压，从而使得温度效应的影响被消除。必须注意，工作片和温度补偿片的电阻值、灵敏系数以及电阻温度系数应相同，分别粘贴在构件上和不受力的试件上，以保证它们因温度变化所引起的应变片电阻值的变化相同。
三、应变片的布置和在电桥中的接法
应变片感受的是构件表面某点的拉应变或压应变。在有些情况下，该应变可能与多种内力（比如轴力和弯矩）有关。有时，只需测量出与某种内力所对应的应变，而要把与其它内力所对应的应变从总应变中排除掉。显然，应变片本身不会分辨各种应变成分，但是只要合理地选择粘贴应变片的位置和方向，并把应变片合理地接入电桥，就能利用电桥的性质，从比较复杂的组合应变中测量出指定的应变。应变片在电桥中的接法常有以下三种形式：（1）半桥单臂接法
如图a-5所示，将一个工作片和一个温度补偿片分别接入两个相邻桥臂，另两个桥臂接固定电阻。如果工作片的应变为，则电桥的输出电压为（2）半桥双臂接法
如图a-6所示，将两个工作片接入电桥的两个相邻桥臂，另两个桥臂接固定电阻，两个工作片同时互为温度补偿片。如果工作片的应变分别为和，则电桥的输出电压为若，则电桥的输出电压为即为半桥单臂接法的两倍。
图a-6
半桥双臂接法
图a-7
全桥接法（3）全桥接法
如图a-7所示，电桥的四个桥臂全部接入工作片，如果工作片的应变分别为、、和，则电桥的输出电压为若，则电桥的输出电压为即为半桥单臂接法的四倍。必须注意，接入同一电桥各桥臂的应变片（工作片或温度补偿片）的电阻值、灵敏系数和电阻温度系数均应相同。应变片在构件上的布置可根据具体情况灵活采取各种不同的方法。应变片在构件上的布置和在电桥中的接法可参见有关资料。
第二个问题：根据电桥的性质，温度补偿并不困难。只要用一个应变片作为温度补偿片，将它粘贴在一块与被测构件材料相同但不受力的试件上。将此试件和被测构件放在一起，使它们处于同一温度场中。粘贴在被测构件上的应变片称为工作片。在连接电桥时，使工作片与温度补偿片处于相邻的桥臂，如图a-5所示。因为工作片和温度补偿片的温度始终相同，所以它们因温度变化所引起的电阻值的变化也相同，又因为它们处于电桥相邻的两臂，所以并不产生电桥的输出电压，从而使得温度效应的影响被消除。

⑦ 金属箔式应变片单臂电桥实验将应变片换成横向补偿后会产生怎样的数据

1/4桥变成半桥？如果是这个样子，测试数据会比原数据大，因为泊松应变的存在。

⑧ 用单臂电桥测量电路测量热敏电阻，用不用温度补偿，，

既然是热敏电阻,在测量时得到的值,对应的温度,在误差范围内就没关系啦!一般在常温段,都是线性较好的.要注意它是正温系数或负温系数就是了.

⑨ 半桥单臂电桥电路时，为什么一定要考虑温度补偿问

应变片安装在可以自由膨胀的试样上，试样不受外力作用，当环境温度发生变化时，应变片的指示应变会随着温度的变化而变化。该指示应变的变化一部分是由于试样的热胀冷缩（称为试样的温度应变）所致；另一部分是由于环境温度变化直接造成电阻丝电阻变化所致。考虑温度补偿，由于补偿块与试样材质相同，所以由于环境温度变化（非外力作用）引起的应变变化相同，单臂半桥的测量电阻为两个桥臂应变之差，正好消除了环境温度变化的影响。