熱加工測控技術課件：電測量的基礎知識 -

2023/12/4熱加工測控技術2023/12/4電測量的基礎知識2023/12/41.1測量的基本概念測量——借助于專門的設備或技術工具，通過必要的實驗和數據數據處理求得被測量值的過程。從計量學的角度而言，測量就是利用實驗手段，把待測量與已知的同類量進行直接或間接的比較，以已知量為計量單位，求得比值的過程。測量的實質在于以同性質的標準量與被測量比較，并確定兩者之間的比值。為此，測量必須有一個標準作參考，這個參考標準常常被稱為真值。一般可以將真值分為以下三種類型：

1.理論真值A02.指定真值AS3.實際真值A2023/12/4測量的基本概念1.理論真值A0

又稱為定義值，它是人們根據測量需要所定義的參考標準，只存在于純理論定義中，是一個不可量之的真值，所以在測量時只能無限的逼近理論真值。如：三角形三內角和恒等于180°；又如:安培作為計量電流計的計量標準，其定義為：若在真空中有兩根截面無限小的相距2米的無限長的平行導體，在其上流過1安培的恒定電流時，則在兩導體間產生10-7牛頓/米的相互作用力。2023/12/4測量的基本概念2.指定真值AS

指定真值是國際上約定的或由國家設立的各種盡可能維持不變的實物基準或標準器的數值。如指定長度單位米為氪86原子的2p0和5d5能級之間躍遷所對應的輻射在真空中持續(xù)1650763.73個波長的長度。又如指定時間單位秒是銫133原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射周期的9192681770個周期的持續(xù)時間。3.實際真值A

實際真值又稱為相對真值。在實際測量中，人們把高一級的計量標準器的數值認為是“真值”，可供低一級的計量標準器或普通儀器儀表測量時參考。因此，這種真值是相對的。2023/12/41.2測量誤差測量的終極目的在于求得被測量真值。如果測量工作可在理想的環(huán)境和條件下進行，則所測數值將十分準確。但是，事實上任何測量儀器對測量值都不可能完全準確的等于被測量的真值。在測量過程中，由于各種因素的影響，無論如何完善測量方法和測量設備都會使得測量的示值x與真值之間存在一定差異，這個差異稱測量誤差。2023/12/41.2.1誤差的分類1.裝置誤差和方法誤差2.基本誤差及附加誤差3.靜態(tài)誤差與動態(tài)誤差4.系統(tǒng)誤差和隨機誤差5.粗大誤差由于元器件和測量裝置本身質量不高而產生的誤差稱為裝置誤差，它是難以消除的。在使用理想元器件或測量裝置的條件下，由于測量方法不當而產生的測量誤差成為方法誤差，該誤差可通過改正測量方法而得以消除。任何一種測量裝置，均在變化的條件下應用，測量現(xiàn)場有各種干擾源存在，而測量裝置的使用說明書中一般只允許干擾信號在很窄的范圍內變化，這種限定稱為參比條件。在參比條件下，由于干擾信號影響而產生誤差稱為基本誤差。在裝置的使用過程中，由于現(xiàn)場條件偏離參比條件而產生的測量誤差往往大于基本誤差，這種誤差稱為附加誤差。任何一種測量裝置，均在變化的條件下應用，測量現(xiàn)場有各種干擾源存在，而測量裝置的使用說明書中一般只允許干擾信號在很窄的范圍內變化，這種限定稱為參比條件。在參比條件下，由于干擾信號影響而產生誤差稱為基本誤差。在裝置的使用過程中，由于現(xiàn)場條件偏離參比條件而產生的測量誤差往往大于基本誤差，這種誤差稱為附加誤差。由于元器件和測量裝置本身質量不高而產生的誤差稱為裝置誤差，它是難以消除的。在使用理想元器件或測量裝置的條件下，由于測量方法不當而產生的測量誤差成為方法誤差，該誤差可通過改正測量方法而得以消除。與被測量變化速度無關的測量誤差稱為靜態(tài)誤差。當被測量隨時間迅速變化時，由于元件具有一定的慣性，故輸出量在時間上不能與被測量變化精度相吻合，由此造成的誤差稱為動態(tài)誤差。2023/12/4誤差的分類3.系統(tǒng)誤差和隨機誤差在測量過程中，凡誤差數據值固定或按一定規(guī)律變化的叫系統(tǒng)誤差。其中數值固定者為恒值誤差，按一定規(guī)律變化者為變值誤差。系統(tǒng)誤差可能是由于測試理論的近似性或測試方法的不完善所造成；也可能是由于溫度、濕度、電磁場等的環(huán)境影響所造成。由于系統(tǒng)誤差具有一定的規(guī)律性，因此，多數情況下可通過實驗或引入修正值的方法加以抵償或減弱。隨機誤差又稱偶然誤差，是由大量偶然因素影響而引起的測量誤差。它是測量過程中不可避免的，其數值和性質均不固定。但就總體來說，隨機誤差有一定的統(tǒng)計規(guī)律，因此，應用統(tǒng)計學的一些方法可以掌握隨機誤差的一些規(guī)律，從理論上估測對測量結果的影響。隨機誤差決定了測量的精密度。系統(tǒng)誤差決定了測量的準確度，系統(tǒng)誤差越小，測量誤差越準確。2023/12/4誤差的分類在這里隨機誤差和系統(tǒng)誤差是可以相互轉化的。當人們的認識能力不足時，會把系統(tǒng)誤差當作隨機誤差處理；但當認識能力提高以后，又可把原先當作隨機誤差處理的某項誤差明確為系統(tǒng)誤差，并進行適當的處理，使其減弱或消除。5.粗大誤差粗大誤差又稱疏失誤差，是由于讀數錯誤、記錄錯誤、操作不正確、測量過程中的失誤及計算錯誤造成的。這些誤差顯然應當從測量數據中剔除。2023/12/41.2.2誤差的表示方法

按照誤差的表示方法，通常有絕對誤差、相對誤差、算術平均值誤差、幾率誤差和極限誤差等。與按造成測量誤差特征不同而分類的誤差相比，它們可用來表征誤差的大小。1.絕對誤差由測量所得到的被測量值x與其真值A0的差值稱為絕對誤差，用ΔΧ表示，即：

(1-1)實際上，真值是很難得到的，通常用高一級或數級的標準儀器或計量器具所測得的數值代替真值。因此，這是絕對誤差可以寫成：

(1-2)絕對誤差不能用來表征測量的準確度，如同樣1℃的絕對誤差，測1000℃的溫度時，就比測量100℃溫度時的精確度高。為了解決這個問題，必須引入相對誤差的概念。2023/12/4誤差的表示方法2.相對誤差測量的絕對誤差與測量的真值之比稱為相對誤差，常用δ來表示，即：

(1-3)同樣，將上式中的A0用A代替，可得實際相對誤差δA，即：

(1-4)在誤差較小，要求不太嚴的場合，也可以用儀器的測得值代替實際值，這時的相對誤差稱為示值相對誤差，用δx表示：

(1-5)2023/12/4誤差的表示方法3.均方根差均方根誤差又稱為標準偏差，是表示實驗精密度的較好方法，應用比較廣泛。當測量次數n較大（通常n≥15）時，均方根誤差σ的計算公式為：

(1-6)式中，Χi是第i次測量結果；是n次測量結果的平均值，。當測量次數n較?。ㄍǔ<10）時，均方根誤差σ的計算公式為：

(1-7)均方根誤差σ在概率論中是表征分布的一個重要數字特征，它能把對測量危害的誤差充分反映出來。2023/12/4誤差的表示方法4.極限誤差概率論與數理統(tǒng)計告訴我們：單次測量值的隨機誤差落在整個分布范圍的概率為1；落在分布范圍的置信概率為68.26%；落在分布范圍的置信概率為95.44%；落在分布范圍的置信概率達99.73%。因此，通常將作為隨機誤差的誤差界限，即極限誤差：

(1-8)若某次測量的殘余誤差，則認為該測量出現(xiàn)了粗大誤差，測量結果應予以剔除。此即粗大誤差的判別與剔除的準則。2023/12/4誤差的表示方法5.幾率誤差幾率誤差又稱為或然誤差，通常用符號γ表示。它表示在一組觀測值中，誤差落在-γ與+γ之間的觀測次數為總觀測次數的一半?？梢宰C明幾率誤差與均方根誤差有如下關系：

(1-9)確定幾率誤差的另一種方法是將各誤差取絕對值，按數值大小順序排列，其中間的誤差（中位值）即為幾率誤差。2023/12/41.2.3測量結果的評定指標為了正確的說明測量結果，通常用準確度、精密度和精度來評定。準確度是指測量值與真值的接近程度。通常以準確度來反映系統(tǒng)誤差，并以絕對誤差ΔΧ表征。精密度是指對同一量進行多次測量中所測數值重復一致的程度，即重復性。它是隨機誤差的反映，常以標準偏差或均方根誤差σ來表征。圖1.1準確度、精密度和精度之間的關系精密度好，準確度差精密度和準確度都差精密度和準確度都好準確度和精密度不能單獨用來評價測量裝置或測量結果的好壞，必須用精度來評價。2023/12/4測量結果的評定指標在工程上，為了方便，引入了一個儀表精度等級來表示儀表測量結果的可靠程度，這個儀表精度等級通常用D來表示。它是指在儀表規(guī)定的條件下，儀表最大絕對誤差值相對于儀表測量范圍的百分數，即：

式中，Δmax是儀表在全刻度范圍內最大絕對誤差；Xmax是儀表量程上限值；Xmin是儀表量程下限值。2023/12/41.3.1常見信號類型1.位移信號2.壓力信號3.電氣信號4.光信號位移信號包括直線位移和角位移兩種形式，它屬于一種機械信號。壓力信號包括氣壓信號和液壓信號。常用的電氣信號有電壓信號、電流信號、阻抗信號和頻率信號。光信號包括光通量信號、干涉條紋信號、衍射條紋信號、莫爾條紋信號等。2023/12/41.3.2信號的傳遞形式

從傳遞信號連續(xù)性的觀點來看，在測控系統(tǒng)中傳遞的信號形式可以分為模擬信號、數字信號和開關信號。1.模擬信號在時間上是連續(xù)變化的，即在任何瞬時都可以確定其數值的信號稱為模擬信號。生產過程中常遇到的各種連續(xù)變化的物理量和化學量都屬于模擬信號。模擬信號變換為電信號就是平滑地、連續(xù)地變化的電壓或電流信號。如連續(xù)變化的溫度信號可以利用熱電偶轉換成與它成比例的連續(xù)變化的電壓信號。2023/12/4信號的傳遞形式2.數字信號數字信號是一種以離散形式出現(xiàn)的不連續(xù)信號，通常用二進制“0”和“1”組合的代碼序列來表示。數字信號變換成電信號就是一連串的窄脈沖和高、低電平交替變化的電壓信號。連續(xù)變化的模擬信號可以通過數字式傳感器直接轉換成數字信號。然而，大多數情況是首先把這些參數變換成電參量的模擬信號，然后再利用A/D轉換技術把電模擬量轉換成數字量。將一個模擬信號轉換為數字信號時，必須用一定的計量單位使連續(xù)參數整量化。由于數字量只能增大或減小一個單位，因此，計量單位越小，整量化所造成的誤差就越小。3.開關信號用兩種狀態(tài)或用兩個數值范圍表示的不連續(xù)信號叫做開關信號。如：用水銀觸點溫度計來檢測溫度的變化時，可利用水銀觸點的“閉合”和“斷開”來判斷溫度是否達到給定值。2023/12/41.3.3信號的標準化

在自動測控系統(tǒng)中，往往需要同時應用多種自動化儀表，為了便于儀表間的互相通信，必須采用統(tǒng)一標準信號。如：在單元組合式自動化儀表中，常用的標準電氣信號為0~10mA或4~20mA的直流電流信號。2023/12/41.4電測量系統(tǒng)的分類和組成單參數電測系統(tǒng)的組成見圖1.2所示圖1.2單參數電測系統(tǒng)組成方框圖將被測非電物理量轉換成電量將傳感器輸出的電信號變換成為測試裝置所需要的電量（電壓、電流或頻率等）以指針或圖形的方式顯示或記錄被測物理量的數值將模擬量轉換為數字量，以便送計算機進行數據采集與處理完成遂信號的采集、數據處理以及對外部設備的管理將測量結果直接以數字形式顯示，可采用液晶顯示、發(fā)光二極管顯示或熒光屏顯示等對測試結果進行數據打印或圖形打印2023/12/41.4.2多參數電測系統(tǒng)有些電測系統(tǒng)能夠同時檢測和處理兩個或兩個以上的傳感器信號，稱為多參數電測系統(tǒng)。被測信號可以是相同性質的，也可以是不同性質的，如溫度、壓力、位移、成分等非電信號。不管傳感器形式如何及量程如何，經過信號調節(jié)器，均可實現(xiàn)模擬信號輸出的標準化。多參數電測系統(tǒng)組成見圖1.3。

圖1.3多參數電測系統(tǒng)組成方框圖2023/12/41.4.3遙測系統(tǒng)有些情況下，測量結果需要遠距離顯示或記錄，具有這種功能的測量系統(tǒng)一般稱作遙測系統(tǒng)。但實際上遙測系統(tǒng)多指那些用調制高頻載波傳送測量數據的多路數據測量系統(tǒng)，通常的遙測系統(tǒng)組成見圖1.4

圖1.4遙測系統(tǒng)組成方框圖2023/12/41.5電測量系統(tǒng)的基本特性電測量系統(tǒng)的基本特性是指電測量系統(tǒng)的輸出與輸入的關系，其基本特性包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性。電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指當被測量不隨時間變化或隨時間變化程度遠緩慢于電測量系統(tǒng)固有的最低階運動模式的變化程度時，電測量系統(tǒng)的輸出量y與輸入量x之間的函數關系1.靈敏度2.線性度3.回程誤差4.分辨力和分辨率描述式靜態(tài)特性的參數和品質指標有很多，但最常用的主要有2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性1.靈敏度指系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下，其輸出量變化與引起此變化的輸入量變化之比，用K表示，見圖1.5。當靜態(tài)特性為直線時，其斜率即為靈敏度，且為常數。如果輸入與輸出的量綱相同，則靈敏度無量綱，常用“放大倍數”代替靈敏度這一詞。當靜態(tài)特性是非線性特性時，靈敏度不是常數。2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性測量范圍越窄，靈敏度越高時，電測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會越差。因此，應合理的選擇電測量系統(tǒng)的靈敏度，在選擇或構建電測量系統(tǒng)時，并不是靈敏度越高越好。圖1.5電測量系統(tǒng)的靜態(tài)靈敏度2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性電測量系統(tǒng)的輸出不僅取決于輸入量，還取決于環(huán)境的影響。圖1.6靈敏度和零點漂移對靜態(tài)特性的影響環(huán)境溫度、大氣壓力、相對濕度以及電源電壓等都可能對系統(tǒng)的輸出造成影響。環(huán)境變化將或多或少的影響某些靜態(tài)特性參數。如改變電測量系統(tǒng)的靈敏度或使裝置產生零點漂移，這將影響系統(tǒng)的實際工作曲線。2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性2.線性度線性度說明了輸出量與輸入量的實際關系曲線偏離擬合直線的程度，見圖1.7，計算公式為：式中，｜ΔyLM｜為實際曲線與擬合直線間的最大偏差；YFS為電測量系統(tǒng)的滿量程輸出。選取不同的參考直線，將得到不同的線性度。下面介紹幾種常用的線性度計算方法。2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性1)理論線性度理論線性度又稱絕對線性度，其參考直線是預先規(guī)定好的，與實際標定過程和標定結果無關。通常該參考直線過坐標原點(0,0)和所期望的滿量程輸出點(yFS,xFS)圖1.7電測量系統(tǒng)的線性度圖1.8理論參考直線2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性2)端基線性度端基線性度所用的參考直線是標定過程中獲得的兩個點的連線，見圖1.9。端基直線為：端基直線只考慮了實際標定的兩個點，對于其他測點的實際分布情況并沒有考慮，因此，實測點對上述參考直線的偏差分布也不合理。為了盡可能減小最大偏差，可將端基直線平移，以使最大正、負偏差絕對值相等。這樣就可以得到“平移端基直線”，見圖1.10，按此直線計算得到的線性度就是“平移端基線性度”。2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性圖1.9端基參考直線圖1.10平移端基參考直線2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性3)最小二乘線性度基于所得的n個標定點，利用偏差平方和最小確定最小二乘直線可描述為：第i個測點的偏差為：因此，可以求得最大偏差，從而求出最小二乘線性度。2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性3.回程誤差圖1.11回程誤差示意圖YFS為電測量系統(tǒng)的滿量程輸出。2023/12/4電測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性4.分辨力和分辨率圖1.12分辨力示意圖對于實際測量過程的第i個測點xi,當有Δxi,min變化時，輸出就可觀察到的變化，那么Δxi,min就是該測點處的分辨力，對應的分辨率為：2023/12/41.5.2電測量系統(tǒng)的動態(tài)特性1.一階系統(tǒng)的動態(tài)特性在靈敏度K=1的條件下，一階系統(tǒng)的輸出輸入方程可表示為：或式中，為一階系統(tǒng)的時間常數，圖1.13一階系統(tǒng)的階躍響應曲線2023/12/4電測量系統(tǒng)的動態(tài)特性2.二階系統(tǒng)的動態(tài)特性典型二階系統(tǒng)的傳遞函數為：或式中，為二階系統(tǒng)的固有角頻率，；為二階系統(tǒng)的阻尼率。當輸入信號為階躍輸入信號時，二階系統(tǒng)輸出信號的拉氏變換為：2023/12/4電測量系統(tǒng)的動態(tài)特性當時，系統(tǒng)呈欠阻尼狀態(tài)，系統(tǒng)特征方程式的根為一對共軛復根，二階系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)值附近作衰減的正弦振蕩；當時，系統(tǒng)處于臨界阻尼狀態(tài)，系統(tǒng)特征方程式的根為一對重根，系統(tǒng)沒有振蕩，輸出量以指數規(guī)律逼近穩(wěn)態(tài)值；圖1.14二階系統(tǒng)的階躍響應曲線當時，系統(tǒng)呈過阻尼狀態(tài)，系統(tǒng)特征方程式的根為兩個負實根，系統(tǒng)沒有振蕩，是非周期型過渡過程當時，系統(tǒng)呈無阻尼狀態(tài)，系統(tǒng)特征方程式的根為一對純虛根，輸出量圍繞穩(wěn)態(tài)值作等幅振蕩2023/12/41.5.3電測量系統(tǒng)的動態(tài)性能指標一階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標見圖1.15，一般用時間常數、響應時間、上升時間和延遲時間來表征。圖1.15一階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標示意圖2023/12/4電測量系統(tǒng)的動態(tài)性能指標①時間常數輸出量上升至穩(wěn)態(tài)值的63.2%所需的時間稱為時間常數，響應曲線的初始斜率為②響應時間ts響應時間也稱調節(jié)時間，在響應曲線上，系統(tǒng)輸出響應達到一個允許誤差范圍的穩(wěn)態(tài)值，并永遠保持在這一允許誤差范圍內所需的最小時間，稱為響應時間。③上升時間tr④延遲時間td系統(tǒng)輸出響應值從15%（或10%）到達95%（或90%）穩(wěn)態(tài)值所需的時間稱為上升時間一階系統(tǒng)輸出響應值達到穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時間稱為延遲時間。2023/12/4電測量系統(tǒng)的動態(tài)性能指標對于二階電測量系統(tǒng)，當時，在階躍輸入作用下，其輸出響應曲線是非周期型的，也以按一階系統(tǒng)同樣進行。的二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標示意圖見圖1.16。圖1.16二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標示意圖2023/12/41.6常用測量電路

本節(jié)主要內容1.6.1電橋電路1.6.5相敏檢波電路1.6.4電流/電壓轉換電路1.6.3濾波電路1.6.2放大器2023/12/41.6.1電橋電路電橋電路電橋電路是將電阻、電容或電感等參數的變化轉換成電流或電壓輸出的一種橋型測量電路，與記錄儀或顯示儀表相配合，可以完成多種參數的測量。電橋電路具有靈敏度高、測量范圍寬和容易實現(xiàn)溫度補償等特點，因而得到了廣泛應用。根據電源的性質，電橋可分為直流電橋和交流電橋兩大類。2023/12/4電橋電路1.直流電橋工作原理圖1.17直流電橋及等效電路(a)直流電橋的基本形式；(b)直流電橋的等效電路2023/12/4電橋電路等效電壓U0為：等效電阻R0為：因此，流過RL的電流IL為：2023/12/4電橋電路RL兩端的電壓為：當電橋輸出端CD接上輸入阻抗極大的儀表或放大器時，則可以認為，因此，由式(1-40)和(1-41)得：由此可見，欲使電橋平衡，即UL=0，應滿足，為了簡化橋路設計，通常使四臂電阻相等，即。電橋四臂中任一只電阻阻值發(fā)生變化都會破壞電橋平衡，即有不平衡電壓輸出。因此，只要測出電橋的輸出電壓UL的變化量，就可以測知橋臂電阻的變化，這就是直流電橋的工作原理，根據需要，可以單臂、雙臂或四臂工作。2023/12/4電橋電路電橋的和差特性在時，如果被測物理量的變化使得橋臂電阻發(fā)生微小變化，且，經適當整理和變換后橋路輸出電壓UL為：上式稱為直流電橋的和差特性公式，下面分別討論不同橋臂工作時的橋路輸出情況。①單臂工作只有一臂的電阻值發(fā)生微小變化，其余三臂均為固定電阻，此時RL兩端的電壓為：2023/12/4電橋電路②鄰臂工作

和為工作臂，且阻值變化分別為和，其余兩臂為固定電阻R，此時RL兩端的電壓為：顯然，若，則；若，則。③對臂工作

和為工作臂，且阻值變化分別為和，其余兩臂為固定電阻R，此時RL兩端的電壓為：2023/12/4電橋電路與鄰臂工作相仿，若，則；若，則。④四臂工作R1、R2、R3和R4均為工作臂，若電阻變化能夠滿足，，則RL兩端的電壓為：可見，增加橋路電阻的工作臂數，可使輸出信號增大，從而提高測量系統(tǒng)的靈敏度。2023/12/4電橋電路2.交流電橋

為了克服零點漂移，常采用正弦交流電壓作為電橋的電源，這樣的電橋成為交流電橋。由于是交流電橋，所以連接導線之間存在著分布電容和分布電感。實踐表明，分布電容的影響比電感大得多，因此，一般只考慮分布電容的影響，而忽略分布電感的影響。對于純電阻交流電橋，由于導線之間存在分布電容，故在橋臂上并聯(lián)了一個電容，見圖1.18。供橋電壓為：式中，Um為供橋交流電壓的最大振幅；ω為供橋交流電壓的角頻率。2023/12/4電橋電路每個臂的阻抗分別為：交流電橋輸出電壓與直流電橋相似，即：其平衡條件是：2023/12/4電橋電路圖1.18交流電阻電橋2023/12/4電橋電路3.電橋的調平衡和溫度補償在測量前，必須時電橋平衡，即輸出為零。對于直流電橋，只要考慮電阻平衡就可以了，而對于交流電橋，不僅對電阻要進行平衡而且還要使電容平衡。電阻平衡常用的電阻平衡有串聯(lián)法和并聯(lián)法，圖1.19為串聯(lián)平衡法，在橋臂R1和R2間接入一個可變電阻Rw，調節(jié)Rw時相當于改變串聯(lián)在兩臂間的電阻大小，以實現(xiàn)電橋的平衡。圖1.20為并聯(lián)平衡法，調節(jié)電阻Rw，相當于改變并聯(lián)在R1和R2橋臂上的電阻大小，從而使電橋平衡。2023/12/4顯然，欲使，需滿足：對于平衡電橋，前者顯然成立，而后一式可改為：式中，實際上是電阻的溫度系數，故上式可寫為：顯然，只要選取4個溫度系數相同或相近的電阻，并保證就可以實現(xiàn)溫度的自動補償。電橋電路2023/12/4電橋電路圖1.20電阻并聯(lián)平衡法圖1.19電阻串聯(lián)平衡法2023/12/4電橋電路電容平衡電容平衡電路見圖1.21，它是由一個固定電容C和電位器RH組成。改變電位器RH上滑動觸點的位置，使并聯(lián)到橋臂上的電阻、電容變化，實現(xiàn)電橋平衡。圖1.21電容平衡法2023/12/4電橋電路電橋的溫度補償當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，橋路的電阻阻值會發(fā)生變化，因此使電橋失去平衡，引起輸出量的變化，從而產生了一定的誤差。為了消除這一誤差，需要在橋路上加一環(huán)節(jié)，使其在環(huán)境溫度發(fā)生變化時產生與原來橋路誤差相反的影響，并與之相互抵消，這種處理稱為溫度補償。假定環(huán)境溫度為T時，橋路各臂電阻值變化兩為，則由此引起的輸出量變化為：2023/12/41.6.2放大器由傳感器輸出的信號通常需要進行電壓放大或功率放大，以便對信號進行檢測，因此必須采用放大器。根據被測物理量情況的不同，選擇不同的放大器。如對變化緩慢、非周期性，微弱的信號（如熱電偶測溫時熱電勢信號），可選用直流放大器或調制放