非線性誤差是指傳感器輸出信號與輸入力值之間偏離理想線性關系的程度，通常以滿量程的百分比表示（如 ±0.1% FS）。這一參數直接影響測量結果的準確性，尤其在高精度測量場景中至關重要。

非線性誤差的產生源于彈性體材料的物理特性和結構設計缺陷。當彈性體承受載荷時，其變形在小范圍內遵循胡克定律（線性關系），但超過一定閾值后，材料的應力 - 應變曲線會出現輕微彎曲，導致輸出信號非線性。此外，應變片的粘貼工藝、敏感柵的幾何形狀以及彈性體表面的加工精度，也可能引入額外的非線性偏差。例如，某柱式傳感器在 50% FS 以上載荷時，非線性誤差從 0.05% FS 上升至 0.15% FS，主要原因是彈性體中部的應力分布不均。

不同應用場景對非線性誤差的容忍度差異顯著。在實驗室級材料拉伸測試中，要求非線性誤差控制在 ±0.03% FS 以內，以確保應力 - 應變曲線的精確性；而在工業稱重場景中，±0.5% FS 的非線性誤差可能被接受，但需通過軟件線性化算法進行補償。例如，某物流分揀系統使用的 S 型傳感器，通過內置微處理器對非線性誤差進行分段校準，將實際測量誤差降低至 ±0.2% FS。

結構設計和材料選擇是改善非線性的關鍵。采用有限元分析優化彈性體外形，可使應力分布更均勻，如輪輻式結構通過對稱設計將非線性誤差控制在 0.08% FS 以下。高精度應變片（如柵長 0.2mm 的箔式應變片）配合自動化粘貼技術，可減少人為因素導致的非線性。對于大量程傳感器，選用高彈性極限材料（如鈦合金）能擴大線性測量范圍，降低非線性風險。

在極端應用中，溫度變化會加劇非線性誤差。例如，當環境溫度從 20℃升至 60℃時，某鋁合金傳感器的非線性誤差可能從 0.1% FS 增至 0.3% FS，這是由于材料彈性模量的溫度依賴性改變了應力 - 應變關系。解決方法包括集成溫度傳感器實時補償，或采用具有溫度自補償特性的應變片（如鎳鉻合金敏感柵）。

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