線性度描述了傳感器輸出信號(hào)與輸入力之間的線性擬合程度，通常以滿量程的百分比表示。理想情況下，傳感器的輸出應(yīng)嚴(yán)格遵循線性關(guān)系，但實(shí)際中受材料特性、制造工藝和環(huán)境因素影響，線性度誤差普遍存在。

線性度誤差的主要來(lái)源包括彈性體變形的非線性和應(yīng)變片特性的非線性。例如，金屬?gòu)椥泽w在高應(yīng)力下可能出現(xiàn)塑性變形，導(dǎo)致輸出曲線偏離直線；應(yīng)變片的電阻應(yīng)變系數(shù)在大應(yīng)變范圍內(nèi)也可能發(fā)生變化。這些因素共同作用，使得傳感器在全量程范圍內(nèi)的線性度誤差可能達(dá)到 0.1% FS 以上。

線性度對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響在高精度應(yīng)用中尤為顯著。例如，實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀要求線性度誤差控制在 0.02% FS 以內(nèi)，否則可能導(dǎo)致力值傳遞誤差。為了滿足這一要求，制造商通常采用有限元分析優(yōu)化彈性體結(jié)構(gòu)，確保應(yīng)力分布均勻，并通過(guò)多點(diǎn)校準(zhǔn)（如覆蓋量程的 10%、20%、40% 等點(diǎn)）建立修正模型。

環(huán)境因素進(jìn)一步加劇了線性度問(wèn)題。溫度變化會(huì)改變彈性體的彈性模量和應(yīng)變片的電阻特性，導(dǎo)致線性度曲線漂移。例如，鋼的彈性模量溫度系數(shù)約為 - 0.03%/℃，在 - 20℃至 + 60℃的溫度范圍內(nèi)，線性度誤差可能增加 0.24% FS。通過(guò)采用溫度自補(bǔ)償合金（如 17-4PH 不銹鋼）或雙金屬補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，可以有效抑制這一影響。

實(shí)際應(yīng)用中，線性度的優(yōu)化需結(jié)合硬件設(shè)計(jì)和軟件算法。硬件層面，采用等應(yīng)力梁結(jié)構(gòu)或輪輻式設(shè)計(jì)可降低應(yīng)力集中，提升線性度；軟件層面，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型或分段線性插值算法對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正。例如，某高精度測(cè)力傳感器通過(guò) AI 校準(zhǔn)技術(shù)，將線性度從 0.1% FS 提升至 0.02% FS，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全溫區(qū)（-40℃~125℃）的穩(wěn)定測(cè)量。

值得注意的是，線性度與量程范圍密切相關(guān)。部分傳感器在小量程范圍內(nèi)線性度較好，但在接近滿量程時(shí)誤差顯著增大。因此，合理選擇量程（建議實(shí)際負(fù)載不超過(guò)額定值的 80%）是優(yōu)化線性度的重要措施。此外，定期校準(zhǔn)（如每 6 個(gè)月一次）可以及時(shí)修正線性度漂移，確保長(zhǎng)期測(cè)量準(zhǔn)確度。

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