测量中应变片的误差分析

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则应变为△;t!=△lt!/l0=( !2- !1) ) △t
( 9) ( 10)
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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
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
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。
在测量中对其产生影响较大的环境温度变
化, 探讨补偿方法。
2、温度误差的应变片自补偿法。
为了补偿温度变化, 可以把应变计做
成一种特殊的形式, 当温度变化时, 产生的
附加应变为零或相互抵消, 这种特殊应变
片称为温度自补偿应变片。其实现方式有
两种: 选择式自补偿应变片和双金属敏感
栅自补偿应变片。
( 1) 选 择 式 自 补 偿 应 变 片 由 式( 13) 可
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
△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
wk.baidu.com
= 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
△lt2— ——温度变化△t 时 的 试 件 的 膨 胀 量;
如 果 !1 和 !2 不 相 等 , 则 从 式( 6) 、( 7) 可知, △lt1 和△lt2 也就不相等。但是, 应变丝 和试件是粘连在一起的, 若 <, 则应变丝 被
迫从△拉长到 △, 这时就使应变丝产生附
加变形△lt! 即: △lt!=△lt2—△lt1=l(0 !2- !1) △t
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
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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
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。
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
△RX2=Rt- R0 Rt=R(0 1+a△t) =R0+R03△t 所以△RX4=Rt- R0- =R05△t 式中
(1) ( 2) ( 3)
所引起的纵向应变最大, 即为主应变。考虑
Rt— ——温度为 t 时的电阻值;
R0— ——温度 t0 为时的电阻值; △t— — — 温 度 变 化 值 ;
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)
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
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
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
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
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)
个△RY,而 使 电 阻 变 化 率 减 小 , 从 而 降 低 了 灵敏度。
( △RX/R) ’/K,又 会 进 一 步 产 生 误 差 , 因 而 测 量 后 换 算 所 得 的 ,X 与 待 测 真 实 应 变 -1 之 差 存 在 测 量 误 差 △. 。
△/=01- 1X’ 三 、温 度 误 差 产 生 的 原 因
( 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;
试件上的直角丝式应变片, 其敏感栅的纵 起的横向效应误差; 测试时温度变化
轴 部 分 将 同 时 拉 伸 , 产 生 正 应 变 +"X, 即 对 应的电阻增加 +△RX; 而横栅将被压缩产生 负 应 变 #Y=- μ$X 及 对 应 的 电 阻 减 量 - △R. 由于两者电阻变化量符号相反, 综合的结
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
△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
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
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