深度讲解什么是应变片的温度自补偿【版权所有，请勿转载】

这个概念是最容易误解的，在这儿先说几个结论：

1、并不是带温度自补偿的应变片（粘贴在被测材料上后），在温度变化时就没有读数。

2、并不是带温度自补偿的应变片就可以用1/4桥无补偿的方式测试，这取决于是否考虑温度应力使材料产生的变形，不考虑时则必须接补偿通道。

3、并不是带温度自补偿的应变片粘贴在任何材料上都能自补偿。

4、温度自补偿主要是指应变片和试件在温度作用下，变形一致，无差异。

以下我们再来解释什么是温度自补偿。安装在无任何外力作用、不受约束的试件上的应变计，当环境温度发生变化时，其电阻值也将随之改变，这个改变可以分为三部分，第一部分是电阻材料（康铜）在不同温度条件下，自身电阻就会变化，这部分可以在电阻温度系数上来体现。第二部分是电阻材料（康铜）在不同温度条件下，其材料本身会膨胀或收缩，这也会导致其截面变化从而电阻发生变化，这一部分和电阻材料（康铜）的线膨胀系数有关。第三部分是试件在不同温度条件下，其本身会膨胀或收缩，因应变片是粘贴在试件上的，试件的变形会带动应变片变形，从而产生电阻变化，这一部分和试件的线膨胀系数有关。要强调的是这部分应变是试件产生的，无论其是由外荷载还是由温度引起，结果都是试件本身变形了，那么应变片是必须产生读数的，这也就是上面的的结论1。

应变片的热输出是由于应变计敏感栅材料的电阻温度系数和敏感栅材料以及被测试件材料之间的线膨胀系数的差异共同作用、迭加产生的结果，应变片温度自补偿需要补偿的就是热输出。以下通过公式来讲解：

ε=ε_t+ε_外作用=[(α_g/K)+(β_s-β_g)] △ _t +ε_外作用

式中ε为应变片产生的总应变，ε_t为热输出，即温度变化引起的虚假输出应变，ε_外作用为外作用（荷载、温度等）产生的真实应变， α_g、β_g分别为应变计敏感栅材料的电阻温度系数和线膨胀系数，K为应变计的灵敏系数，β_s为试件的线膨胀系数，△ _t为偏离参考温度的相对温度变化量。

通过调整应变计的敏感栅材料的合金成分配比、改变冷轧成型压缩率以及适当的热处理，使敏感栅材料的内部晶体结构重新组合，改变其电阻温度系数，使(α_g/K)近似于(β_s-β_g)的相反数(结论3），那么热输出项就整体近似于零，满足这种要求的应变片就称为带温度自补偿的应变片。由此我们可以确定以下几点：

1、温度自补偿不可能达到100%补偿，因为(α_g/K)近似于-（β_s-β_g），但这两处不是等于。

2、考虑温度自补偿时有温度范围限制，(α_g/K)并不是在任何温度下都近似于-（β_s-β_g）。

3、当温度自补偿应变计与试件材料匹配时，在补偿温度范围内，应变仪输出的应变就为外荷载或温度应力使材料产生的应变，不必做任何修改。

4、当温度自补偿应变所要求使用材料的线膨胀系数与试件材料有差异时，应选用两片或四片应变计组成半桥或全桥，以消除热输出所带来的影响。即采用半桥或者全桥时，应变片带不带温度自补偿都不影响。

5、采用 1/4 桥路进行高精度应力测量时，除安装在试件表面的工作应变计外，还应在与试件材料相同的补偿块上安装相同的应变计作为补偿片，并与工作片处于相同的环境条件下，这两片应变计应分别接在惠斯通电桥的相邻两臂，以消除热输出的影响。为了减少引线对应变计的影响，可以采取三线或四线制接法，同时使用绞线或屏蔽导线。

综上，其实温度自补偿对于应力分析、测试，意义不那么大，我个人更推荐1/4桥加补偿片的方式测量，补偿片不仅补偿了温度影响，还会补偿电路的不稳定，外界的电磁干扰等等。