《机械工程测试技术》课程教学资源（技术问答）17、误差分析与数据处理_在应变测试过程中，测量误差的来源主要有哪几个方面？如何避免及修正？

在应变测试过程中，测量误差的来源主要有哪几个方面？如何避免及修正？答：误差来源于测量系统内部和外界条件对测量系统的影响这两个方面1、测量系统内部产生的误差1）应变片：应变片的尺寸不合适（应变梯度大的部位粘贴了尺寸过大的应变片）、贴片质量不好（如位置与方向有偏差、胶层太厚、开裂，每片胶层厚度不同、胶层干燥不彻底，绝缘电阻发生变化等）、电阻应变片之间的横向效应差异等，都会对测量带来误差。所以，贴片时必须精确地划线，并在放大镜下贴片。同时要熟悉粘贴工艺的各项要求，一丝不苟地执行，以保证良好的粘贴质量，提高测量的准确度。在进行长时间静态测量时，要注意选用尺寸合适、阻值和灵敏度系数尽量一致的应变片、选择优质粘接剂和应变片，要特别注意贴片位置及方向的正确性，否则将导致较大的误差。要注意贴片的防潮问题，同时还要选用稳定性好的应变仪。在使用应变片时（特别是半导体应变片），要注意消除输出的非线性和妥善解决温度补偿问题。2）应变仪：应变仪可能产生的误差，应变仪稳定性的变化，零飘，幅频特性、相频特性，非线性以及仪器内部标定误差，如内半桥精密无感电阻标定误差以及该电阻阻值变化。应变仪制造厂都能给出上述误差变化曲线或数据，所以可引入修正系数加以解决。应变仪的零飘和动飘的影响往往较大，主要原因是温度和供电电压的变化影响晶体管等元件。短时间动态测量采用“电标定”的方法可大大减弱其影响。3）光线示波器：光线示波器测量误差主要来源于振动子、光学系统和记录纸传动系统三个方面。可引入修正系数予以消除，4）导线、接头和集流装置等中间环节可能产生的误差：(1)导线长度不同引起灵敏度系数变化，可引入修正系数加以消除。(2)导线电阻随温度的变化。(3)接头接触电阻、电容的变化。(4)集流装置的接触电阻变化等。2、外界条件对电测系统的影响1）仪器安装场所的振动及高、低温等情况超出仪器的充许范围时引起的误差。2）于扰误差：用电阻应变仪进行测量时，尤其是多点长导线的应变测量时，经常遇到于扰，应变仪受到于扰后，出现不同程度的电桥调不平衡、平衡指示表针抖动等现象，同时记录曲线上出现于扰波形毛刺）。排除于扰是应变测量中比较困难的问题，它不仅受测量环境的影响，而且与电阻应变仪本身电路结构的抗干扰能力有关。一般说来，遇到于扰时，首先通过干扰波形的分析，判断干扰源和引入干扰的途径，根据情况采取抑制干扰的措施。可能遇到的干扰源主要有：(1)噪音：一般指高频的干扰信号，来源于电场，磁场和发射（电焊、汽车发动机的点火装置等的火花放电)。(2)交流50赫的干扰，当信号引线与交流动力线接近时产生。（3)测量仪器的干扰，当应变测量有许多台电阻应变仪和其他测量仪器同时工作时，其他测量仪器对电阻应变仪以及电阻应变仪相互之间都可能产生干扰。(4)纹波：由于整流线路不良而产生。(5)转换开关暂态过程：因其他线路转换而影响本线路。防止干扰影响的方法有改进电路设计、屏蔽及接地等

在应变测试过程中，测量误差的来源主要有哪几个方面？如何避免及修正？ 答：误差来源于测量系统内部和外界条件对测量系统的影响这两个方面: 1、测量系统内部产生的误差 1）应变片：应变片的尺寸不合适(应变梯度大的部位粘贴了尺寸过大的应变片)、贴片 质量不好（如位置与方向有偏差、胶层太厚、开裂，每片胶层厚度不同、胶层干燥不彻底， 绝缘电阻发生变化等）、电阻应变片之间的横向效应差异等，都会对测量带来误差。所以， 贴片时必须精确地划线，并在放大镜下贴片。同时要熟悉粘贴工艺的各项要求，一丝不苟地 执行，以保证良好的粘贴质量，提高测量的准确度。 在进行长时间静态测量时，要注意选用尺寸合适、阻值和灵敏度系数尽量一致的应变片、 选择优质粘接剂和应变片，要特别注意贴片位置及方向的正确性，否则将导致较大的误差。 要注意贴片的防潮问题，同时还要选用稳定性好的应变仪。 在使用应变片时(特别是半导体应变片)，要注意消除输出的非线性和妥善解决温度补 偿问题。 2）应变仪：应变仪可能产生的误差，应变仪稳定性的变化，零飘，幅频特性、相频特 性，非线性以及仪器内部标定误差，如内半桥精密无感电阻标定误差以及该电阻阻值变化。 应变仪制造厂都能给出上述误差变化曲线或数据，所以可引入修正系数加以解决。 应变仪的零飘和动飘的影响往往较大，主要原因是温度和供电电压的变化影响晶体管等 元件。短时间动态测量采用“电标定”的方法可大大减弱其影响。 3）光线示波器：光线示波器测量误差主要来源于振动子、光学系统和记录纸传动系统 三个方面。可引入修正系数予以消除， 4）导线、接头和集流装置等中间环节可能产生的误差： (1)导线长度不同引起灵敏度系数变化，可引入修正系数加以消除。 (2)导线电阻随温度的变化。 (3)接头接触电阻、电容的变化。 (4)集流装置的接触电阻变化等。 2、外界条件对电测系统的影响 1）仪器安装场所的振动及高、低温等情况超出仪器的允许范围时引起的误差。 2）干扰误差：用电阻应变仪进行测量时，尤其是多点长导线的应变测量时，经常遇到 干扰，应变仪受到干扰后，出现不同程度的电桥调不平衡、平衡指示表针抖动等现象，同时 记录曲线上出现干扰波形(毛刺)。排除干扰是应变测量中比较困难的问题，它不仅受测量环 境的影响，而且与电阻应变仪本身电路结构的抗干扰能力有关。一般说来，遇到于扰时，首 先通过干扰波形的分析，判断干扰源和引入干扰的途径，根据情况采取抑制干扰的措施。可 能遇到的干扰源主要有： (1)噪音：一般指高频的干扰信号，来源于电场，磁场和发射（电焊、汽车发动机的点 火装置等的火花放电)。 (2)交流 50 赫的干扰，当信号引线与交流动力线接近时产生。 (3)测量仪器的干扰，当应变测量有许多台电阻应变仪和其他测量仪器同时工作时，其 他测量仪器对电阻应变仪以及电阻应变仪相互之间都可能产生干扰。 (4)纹波：由于整流线路不良而产生。 (5)转换开关暂态过程：因其他线路转换而影响本线路。 防止干扰影响的方法有改进电路设计、屏蔽及接地等