高溫靜應變測量

惠斯通電橋的三種測量不確定度來源：

1） 任何載流導線上的電阻（圖1中R wire 1, Rwire 2）都會導致應變計靈敏度降低。使用通道增益可以補償降低的靈敏度，但是測試過程中延長線的電阻會隨溫度變化，造成乘常數測量不確定度。

2）3線制惠斯通電橋的連接依靠載流導線（wire1, wire 2）電阻溫度系數（TCR）的精確匹配來保持電橋平衡。即使測試過程中這些導線上最輕微的熱變化也可以使電橋輸出產生顯著的直流漂移。這種“零漂移"誤差無法從測試件的機械應變區分出來，這樣就造成了一個加常數測量不確定度。

2） 3線制惠斯通電橋的連接在物理和電氣上均不對稱，無法抑制靜電噪聲。為了消除靜態測量時的噪聲拾取，3線制電路必須使用濾波器充分濾波，因此不適合在嘈雜的環境中同時測量靜態和動態信號。

高溫應變測量的最佳技術

4線制開爾文連接（<250℃時的最佳解決方案）采用對稱恒流激勵技術的4線制開爾文連接，是高溫下使用溫度自補償應變計進行測量的最佳方式(<250℃)。恒流激勵而不是恒壓激勵的采用使得工作片在任何導線電阻下都能得到精確的激勵。由于高阻抗感應線測量的只是應變信號，4線制連接*消除了應變計靈敏度下降和零點漂移的誤差，而不用擔心4根導線的匹配特性。由于感應線是對稱的，放大器的共模抑制（CMR）提供了高抗噪能力，允許使用同一片應變計進行靜態和動態數據的測量。

5線制惠斯通電橋連接（>250℃時的最佳解決方案）在大約250℃以上的更高溫度下，沒有適宜的溫度自補償應變計可以使用。視應變的補償是通過一個補償片與工作片的半橋連接來實現。補償片應小心放置，使之處在與工作片相同的熱環境下，同時避免機械過程造成的應變。由于補償片暴露在與工作片*相同的熱環境下，讀數中的視應變部分就在半橋電路中抵消了。3線連接有時會被用于調理遠端半橋。然而，這種電路也具有同單臂電路一樣的三種不確定度來源：靈敏度降低、零點漂移和抗噪能力差。在較高溫度的情況下，鎳合金導線由于其強度高、耐腐蝕性而被用于應變計的連接。但是這些合金具有非常高的電阻，加劇了上述的所有問題。通過使用兩根額外的導線用于遠端感測，5線制惠斯通電橋電路確保適當的激勵傳遞到半橋，并解決了靈敏度降低和零點漂移問題。仍應當注意的是，5線制半橋電路也容易拾取噪聲，必須在信號調理器中充分濾波，因此不適合動應變測量。