溫度補償的案例
知識分享 | 應變四分之一橋溫度補償的理論與實踐
為了確保在不斷變化的溫度條件下獲得準確的測量結果，需要對應變四分之一橋進行溫度補償。有幾個溫度因素會影響測量結果，例如：
材料熱膨脹差對基底材料和測量柵絲材料的相互影響
引線的電阻
應變片自加熱時應變系數的溫度依賴性
楊氏模量的溫度依賴性
這些溫度影響可通過專為應變測量而設計的軟件包（如HBK的catman Easy/AP）進行校正。HBK 應變片隨附的數據表包含所有相關參數，以確保測量的準確性。數據表中圖表和公式中顯示補償參數。注意：在本例中，數據表中顯示兩條曲線。一條曲線表示應變片本身的熱響應，而另一條曲線表示應變片（包括2根引線）的熱響應。
HBK應變片數據表
應變片的溫度響應取決于：
基底/材料的溫度膨脹系數
應變柵絲的溫度膨脹系數（CTE）
應變片柵絲電阻的溫度系數
k系數
在實際工作中，室溫條件下簡單地測量將包括熱輸出應變。測量結果反映了：
應變片特性對基底/材料溫度膨脹的補償
一種無法補償的殘余誤差，但為了達到高精度的測量要求而需要加以校正
殘余誤差可通過測量確定，并用多項式εs表示，理想情況下，無論溫度如何，其結果始終為零。但實際上，在參考溫度附近有一個范圍，在應變片生產過程中，它被優化到接近于零。
應用實例
我們將通過一個實例來說明，對四分之一橋路進行熱補償時需要考慮哪些因素。
展開 霍家知識庫 | 如何對應變片進行溫度補償？
1.7 粘合劑蠕變
隨著溫度的升高，粘合劑變軟，不再能夠轉移100％的應變。可能會導致K系數降低。因此，必須始終遵守粘合劑的溫度限制，并在根據適用領域選擇。
2 補償措施
2.1 使用自補償應變計
自補償應變片專門用于通過其自身的溫度特性來補償某些材料的溫度特性。這意味著它們會抵消表觀應變（從而抵消測量體的溫度引起的膨脹）。因此，應選擇具有適合于測量體的材料的溫度響應的應變片。
電源管理芯片（PMIC）精準控制讓設備更智能、更高效
VGL可選的反相轉換器或負電荷泵調節器，VSS1負線性調節器，可選的增壓調節器或電荷泵調節器VGH與溫度補償輸出，VCOM1可編程DACVOCM2VOCM和14通道可編程伽馬放大器。
PMIC - iML1942設備包括各種保護功能，如輸入欠壓鎖定（UVLO）和過溫關閉（OTP）。輸出端包括欠壓保護（UVP）和短路保護（SCP）。
iML1942有一個WQFN 46針6.5 mm X 4.5 mm，底部暴露的熱墊，以提供較佳的散熱。該設備的額定工作范圍為-40至+85°C溫度范圍。
溫度補償輸入引腳。將NTC熱敏電阻和電阻連接到此引腳上，以控制VGH/VGL電壓的斜率，以進行溫度補償。
展開 智能流量積算儀簡介
Ⅰ、流量信號為電壓電流輸入時，操作順序如下：
（1）AA：補償模式，范圍0-3。0—測量液體、天然氣等；1—測量飽和 蒸汽；2—測量過熱蒸汽；3—干燥氣體。（詳見流量算法表）
（2）L-Sn：設置流量輸入信號，4-20mA、0-10mA、0-20mA、1-5V、0-5V可選。
（3）KF：開平方運算設置開關，選擇on，輸入信號與顯示值成開方關系，選擇OFF，輸入信號與顯示值成線性關系，提示符on和oFF用▲或▼鍵來改變，并按SET鍵確認。
（4）tb：溫度補償設置開關，先擇on，需要溫度補償，選擇oFF，不需要溫度補償。
注：如果用戶已選擇on，即需要溫度補償，而溫度傳感器或變送器實際未接，則儀表自動按不需要溫度補償處理，同時溫度指示燈閃爍告知。
（5）Pb：壓力補償設置開關，選擇on,需要壓力補償，選擇oFF，不需要壓力補償。
注：如果用戶已選擇on，即需要壓力補償，而壓力傳感器或變送器實際未接，則儀表自動按不需要壓力補償處理，同時壓力指示燈閃爍告知。
（6）in-c：小信號切除設定，設定范圍為0～5，表示小信號切除點為信號量程的0～5%，出廠值為1%。
（7）n-累積量顯示值的小數點位數，范圍從0～3。
（8）Hour：流量單位m2/h和L/min的選擇，設置on為m2/h設成OFF為L/min
CP：儀表常數，單位為脈沖數/m3，即多少個脈沖數相當體于1升，范圍為10.00-250000.00。
當輸入信號為頻率時才有這個參數，且無（2）、（3）參數。
（9）dot-瞬時流量顯示值及上下限報警設定值的小數點位數，范圍從0-3。（10）UL流量量程下限，變送輸出下限。
展開 
超聲波液位傳感器在油罐液位測量原理
而且對于大小不同的目標，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內部溫度補償，使得測量出來的距離數據更加精準。應用于室內環境，它是一款很不錯的低成本解決方案！
二、超聲波避障傳感器 MB1043 MB1033 特點：
體積小低成本方案
高分辨率可達1mm
可測距離長達5米
多種輸出方式，包括脈寬、模擬電壓、串口
低功耗適合電池供電系統，3.3伏供電僅有2.5mA電流
抗噪音
對大小變化的目標和工作電壓各有補償
標準內部溫度補償和可選的外部溫度補償
操作溫度從0?C + 65?C
展開 應變力傳感器漂移的校正方法
</li><li><strong>溫度變化</strong>：溫度變化是影響壓力傳感器輸出的重要因素。由于壓力傳感器通常對溫度敏感，因此溫度的變化可能導致傳感器的輸出發生漂移。為了減小這種影響，通常需要進行溫度補償，利用另一種溫度特性相反的材料抵消溫度引起的變化，或者使用數字補償技術。</li><li><strong>電路設計及元器件質量</strong>：傳感器的電路設計以及元器件的質量也可能導致漂移。例如，電路中的虛焊點、應變計本身性能不穩定、彈性體的應力釋放不完全以及應變片膠層有氣泡或雜質等都可能導致傳感器的輸出發生漂移。</li></ul><p>雖然漂移是不可避免的，但可以通過合理的設計和選擇適當的材料來減小其影響。此外，還可以通過溫度補償、數字補償等技術來進一步減小漂移。</p><p><br></p><h2><strong>應變力傳感器的漂移校正方法</strong></h2><ul><li><strong>溫度補償法</strong>：由于溫度是影響應變力傳感器性能的重要因素之一，隨著溫度的變化，傳感器的零點會發生漂移。為了消除溫度對零點的影響，可以進行溫度補償。常見的溫度補償方法有兩點法和多點法。兩點法是在兩個已知溫度點進行校正，通過線性插值得到其他溫度下的零點值。</li><li><strong>硬件補償法</strong>：對于應變力傳感器，硬件補償方法包括在橋臂上串、并聯恰當恒定電阻法，橋臂熱敏電阻補償法，橋路外串、并聯熱敏電阻補償法等。</li><li><strong>軟件補償法</strong>：在信號采集過程中，對于零點漂移的問題，可以采用軟件補償的方法。例如，在未發生觸發采集以及在采集結束后的這些時間段里，輸入的信號為零，但輸出的信號不為零，這種采集到的輸出數據以隨機噪聲的形式存在，我們定義這段時間里采集到的信號值稱之為零點漂移。
展開 揭秘丨美國希蒙斯坦的優勢·一
傳感器生產工藝
? 傳感器主體生產– 工廠獨立完成鋼材切割和金屬加工
? 質量– 外形尺寸上質量監控
? 惠斯頓電橋– 黏結合金橋路
? 焊線– 完成應變橋路接線
? 溫度補償–在彈性軸上做溫度補償處理
? 組裝– 部件組裝
? 實際速度運行測試– 在額定轉速下運行30分鐘
? 溫度補償– 在組裝完畢的扭矩傳感器上做最終溫度補償處理
? NAVLAP標定– 10點加載/10點卸載
獨特結構
美國希蒙斯坦公司獨特的無線信號傳輸技術，顛覆了傳統無軸承扭矩傳感器的環形封閉式的接收器設計。其傳感器底座的信號接收器采用開放式弧形設計（近1/4弧形）。
其接收器與法蘭天線的傳輸間隙徑向可達5~7mm，軸向容許偏差可達±10mm。大大提高了傳感器在安裝使用時的便捷性和安全性，降低了后續維保成本。
84000V/85000V 安裝偏差
外部荷載
美國希蒙斯坦扭矩傳感器的設計基于滿足無限壽命疲勞度試驗的設計理念，具有堅固可靠的機械性能。
軸向、徑向和擾度，三項荷載力（小于額定值）可同時發生，且不損壞傳感器本身。
備注于美國希蒙斯坦扭矩傳感器性能參數后
美國希蒙斯坦扭矩傳感器皮實的機械結構，使其更加適用于惡劣環境。相比其他同類產品，使用壽命更長。
機械過載
具有快速響應能力的高精度扭矩測量對于測試電動機效率，表征電動機性能和制定性能曲線至關重要。
對于柴油發動機也是如此。
展開 網絡課程 | 6月1日應變測量中的溫度影響和補償方法
為了消除這種溫度對應變測量結果的影響，保證測量的準確性。本次課程將為您介紹：
應力應變測量溫度的影響因素
如何消除溫度對測量結果的影響
培訓時間
6月1日（周三）下午14:00-15:00
課程對象
從事汽車研發，航空航天測試，汽車電路開發，等有應變測量類極端溫度測試需求。
講師簡介
費用：
免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
報名方式：
點擊這里，即刻報名
* 注冊報名后，您可以點擊HBM微信公眾號菜單欄
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，進入個人中心，找到您報名的所有課程。
官網：
<HBM應變片：應力測試測量首選>
<HBM稱重傳感器：稱重精度，久經驗證>
<HBM力傳感器： 應變和壓電兩種測量技術>
<HBM扭矩傳感器和轉矩傳感器>
<電功率測試 - 從部件到車輛能源管理>
<數據采集系統與設備>
您還可以通過如下方式聯系我們，了解更多產品與應用詳情：
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官網：https://www.hbm.com/cn/
電話：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）
展開 10鈦絲驅動技術（NiTiDrivetech）-電路驅動設計(下)
注意事項：不同的產品實際的結構空間的密閉性、空間大小、溫度落差不一樣，空氣的比熱容值會有所偏差，我們需要結合產品本身的實際情況來調整這個值。
應用案例：手機鏡頭防抖、云臺防抖、機器人、無人機拓展功能、汽車風路控制、汽車流體控制。
7.【環境溫度的補償設計】
我們在第6章中提到鈦絲驅動需要考慮環境溫度補償設計，可以通過電路設計和軟件控制來消除環境溫度對鈦絲的驅動帶來的影響。
工作原理：
我們在恒功驅動的基礎上，增加一個普通的電阻和NTC熱敏電阻，這樣就可以做到簡單有效的環境溫度的補償設計。
考慮到節能的問題，我們需要MCU提供一個端口，提供高電平作為環境溫度檢測的供電系統，當NTC熱敏電阻伴隨環境溫度變化而發生變化時，MCU還需提供一個ADC腳來采集NTC變化的電壓。我們再通過軟件的計算補償，實時的調整PWM的輸出占空比，消除環境溫度的偏差，達到對鈦絲穩定驅動的閉環效果。
例如規格：?0.15mm，長度100mm的鈦絲，從環境溫度20°，通過0.5S的響應時間，達到驅動溫度100°，假定對流系數是150w/（mm2.k），需要的驅動電流是714mA。
當環境溫度降低10°，我們得到需要的驅動電流是 749mA。
當環境溫度提升10°，我們得到需要的驅動電流是 677mA。
通過環境溫度補償設計，就可以消除環境溫度的差異對驅動機構帶來的影響，進一步提升了鈦絲驅動的可靠性和穩定性。
注意事項：軟件工程師一般情況下，會考慮經濟問題，充分利用MCU的端口，如需做環境溫度的補償設計，需要預留2個端口，一個ADC，一個任意可以提供高電平的端口。
應用案例：手機鏡頭防抖、云臺防抖、機器人、無人機拓展功能、汽車風路控制、汽車流體控制。
8.
展開 超聲波在無人機避障系統的應用
而且對于大小不同的目標，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內部溫度補償，使得測量出來的距離數據更加精準。應用于室內環境，它是一款很不錯的低成本解決方案！
超聲波避障傳感器 MB1043 MB1033 特點：
體積小低成本方案
高分辨率可達1mm
可測距離長達5米
多種輸出方式，包括脈寬、模擬電壓、串口
低功耗適合電池供電系統，3.3伏供電僅有2.5mA電流
抗噪音
對大小變化的目標和工作電壓各有補償
標準內部溫度補償和可選的外部溫度補償
操作溫度從0?C + 65?C
驅動鈦絲（SMA）的可靠性設計（9）鈦絲的驅動電路控制（下）
【環境溫度的補償設計】
我們在第6節7點中提到鈦絲驅動需要考慮環境溫度補償設計，可以通過電路設計和軟件控制來消除環境溫度對鈦絲的驅動帶來的影響。
工作原理：
我們在恒功驅動的基礎上，增加一個普通的電阻和NTC熱敏電阻，這樣就可以做到簡單有效的環境溫度的補償設計。
考慮到節能的問題，我們需要MCU提供一個端口，提供高電平作為環境溫度檢測的供電系統，當NTC熱敏電阻伴隨環境溫度變化而發生變化時，MCU還需提供一個ADC腳來采集NTC變化的電壓。我們再通過軟件的計算補償，實時的調整PWM的輸出占空比，消除環境溫度的偏差，達到對鈦絲穩定驅動的閉環效果。
例如規格：?0.15mm，長度100mm的鈦絲，從環境溫度20°，通過0.5S的響應時間，達到驅動溫度100°，帶入Q=cm(t?t0)，我們得到需要的驅動電流是 581mA。
當環境溫度降低10°，我們就給Q=cm(t?t0+10°)，我們得到需要的驅動電流是 616mA。
當環境溫度提升10°，我們就給Q=cm(t?t0-10°)，我們得到需要的驅動電流是 543mA。
通過環境溫度補償設計，就可以消除環境溫度的差異對驅動機構帶來的影響，進一步提升了鈦絲驅動的可靠性和穩定性。
注意事項：軟件工程師一般情況下，會考慮經濟問題，充分利用MCU的端口，如需做環境溫度的補償設計，需要預留2個端口，一個ADC，一個任意可以提供高電平的端口。
應用案例：手機鏡頭防抖、云臺防抖、機器人、無人機拓展功能、汽車風路控制、汽車流體控制。
8.【溫度閉環控制設計】
在一些可靠性要求較高的產品應用當中，需要對鈦絲驅機構實現溫度監測反饋和閉環控制。
展開 
三坐標測量如何實現微米級精度？核心算法全解析
溫度補償技術：材料膨脹系數如何融入實時修正算法？
溫度變化是微米級測量的“隱形殺手”。現代三坐標測量機溫度補償技術融合材料科學與實時算法：
1.雙維度補償
（1）設備補償：基于機體溫感網絡實時數據，利用機床材料（如花崗巖、陶瓷、鋼）的已知熱膨脹系數(CTE)，通過空間網格模型補償因溫度梯度導致的CMM結構變形。
（圖：中圖三坐標）
（2）工件補償：核心難點。需輸入被測工件材料的精確CTE（或從數據庫匹配）。補償算法依據實時工件溫度(通常通過非接觸紅外測溫或多點接觸測溫獲取)與標準溫度（如20℃）的差值ΔT，對每個測量點坐標進行動態修正：`補償值 = 原始坐標 * CTE * ΔT`。
2.實時算法融合
補償計算需在毫秒級完成，內嵌于CMM控制系統的實時內核。算法需高效處理空間坐標變換，將溫度影響量實時疊加到測量結果上。
3.多傳感器數據融合
整合機體溫感數據、工件溫感數據、環境溫濕度數據，構建綜合補償模型，顯著提升復雜工況下的測量可靠性。
點云數據處理：從海量掃描點到形位公差報告的生成流程
從密集掃描點到直觀的形位公差報告，需經歷嚴謹高效的數據處理鏈：
1.數據采集與預處理
（1）掃描路徑規劃：依據待測特征（自由曲面、孔、槽等）智能生成最優點云采集路徑。
（2）點云去噪濾波：應用統計濾波、半徑濾波、高斯濾波剔除離群噪點與異常值。
（3）點云精簡：在保證特征精度的前提下，使用曲率采樣、均勻網格采樣等方法降低數據量，提升后續處理速度。
展開 穩壓二極管常見的幾種應用電路
由于穩壓二極管具有穩壓作用，因此在很多電路當中均有應用，如穩壓電源、限幅電路、過壓保護電路、補償電路等等。下面一起來看看其常應用的電路：
1
典型直流穩壓電路
穩壓二極管主要用來構成直流穩壓電路這種直流穩壓電路結構簡單，穩壓性能一般。圖所示是穩壓二極管構成的典型直流穩壓電路。電路中，VD1是穩壓二極管，Rl是VD1的限流保護電阻。
圖1 典型直流穩壓電路圖
未經穩定的直流工作電壓+V通過R1加到穩壓二極管上，由于+V遠大于VD1穩壓值，所以VD1進入工作狀態，其兩端得到穩定的直流電壓，作為穩壓電路的輸出電壓。
2
串聯型穩壓電路
電路如圖2所示，在此電路中，串聯穩壓管，BG的基極被穩壓二極管D鉗定在13V，那么其發射極就輸出恒定的12V電壓了。這個電路在很多場合下都有應用。
圖2 串聯型穩壓電路圖
3
溫度補償
穩壓二極管在溫度補償電路利用的是穩壓二極管的溫度系數，如圖3是用溫度互補型穩壓二極管構成的穩壓電路，采用互補型穩壓二極管對于穩壓要求較高的電路當中，特別是溫度對電壓的影響，這種具有溫度互補特性的穩壓二極管內部其實有兩只普通的穩壓二極管，但是它們的溫度特性相反，當溫度升高或下降時，一只二極管的管壓降下降，另一只二極管的管壓降升高，這樣兩只二極管總的管壓降保持不變，起到到溫度補償作用。
圖3 溫度補償電路圖
4
電子濾波器
圖4所示是電子濾波器中的穩壓二極管應用電路。電路中，VD1是穩壓二極管，VT1是電子濾波管，C1是VT1基極濾波電容，R1是VT1偏置電阻。
展開 如何配置和安裝光纖傳感器陣列
</p><p><strong>e) 工作溫度</strong></p><p>應變測量可以在多種環境下進行。但對于高溫或低溫應用，只有部分光纖應變片適用。</p><p><strong>f) 溫度補償</strong></p><p>基于FBG的應變傳感器對溫度變化敏感，建議進行校正。HBM FiberSensing 為無熱化應變傳感器提供了獨特的解決方案，消除了溫度變化對FBG波長的固有影響（而不是試樣的熱膨脹）。選擇這種應變傳感器時，不需要進行溫度補償。而對于其他應變傳感器，可通過以下方式進行溫度補償，例如：</p><ul><li>在應變傳感器相同的溫度下放置溫度傳感器：在應變傳感器的相同位置上進行溫度測量，通過傳感器的熱交叉靈敏度（如數據和校準表上所述）和基材的熱膨脹，進行應變測量校正。</li><li>光纖補償元件：對于某些應變傳感器，可以使用專用溫度補償 FBG 傳感器進行溫度補償。</li><li>使用另外僅由測量溫度引起應變的光纖應變片，用于相同的材料且相同的溫度條件下，對溫度引起的應變進行補償。</li><li>將相同的應變片安裝在試樣另一面，將產生應變值相同的不同信號：傳感器在這種推拉結構下工作時，則可消除溫度產生的應變。</li></ul><p>陣列所需的傳感器數量應考慮上述選項。</p><p><br></p><p><strong>2.波長選擇</strong></p><p>傳感器之間的布拉格波長距離定義了兩個傳感器的最大測量范圍，因為如果信號重疊，測量將受到影響。每個傳感器的使用波長范圍取決于其測量范圍，溫度工作范圍，以及傳感器靈敏度、傳感器交叉靈敏度和材料熱膨脹引起的熱感應波長偏移。
展開 應用在水箱液位檢測中的電容傳感芯片
芯片兼具溫度傳感信號用于溫度補償，獨立的雙通道測量電路可以相互補償參考，也可配置自動報警邏輯。小尺寸、低成本的芯片可廣泛用于液位測量、觸控、水浸傳感等檢測場景。
數字電容傳感芯片 - MC11S主要特點：
電容測量范圍：2~1000pF
溫度范圍：-55℃~+125℃
頻率范圍：0.1MHz~20MHz
電容分辨率：較高 14bit
供電電壓范圍：2.0V~5.5V
轉換時間：1~100ms（可配置）
測量峰值電流：0.8mA（可配置）
睡眠模式電流：50nA
停機模式電流：40nA
在數字電容傳感領域，浙江MYSENTECH便是國產品牌中的佼佼者。了解更多關于浙江MYSENTECH數字電容傳感芯片的技術應用，請聯系：133 9280 5792(微信同號)
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