非线性误差是指传感器输出信号与输入力值之间偏离理想线性关系的程度，通常以满量程的百分比表示（如 ±0.1% FS）。这一参数直接影响测量结果的准确性，尤其在高精度测量场景中至关重要。
非线性误差的产生源于弹性体材料的物理特性和结构设计缺陷。当弹性体承受载荷时，其变形在小范围内遵循胡克定律（线性关系），但超过一定阈值后，材料的应力 - 应变曲线会出现轻微弯曲，导致输出信号非线性。此外，应变片的粘贴工艺、敏感栅的几何形状以及弹性体表面的加工精度，也可能引入额外的非线性偏差。例如，某柱式传感器在 50% FS 以上载荷时，非线性误差从 0.05% FS 上升至 0.15% FS，主要原因是弹性体中部的应力分布不均。
不同应用场景对非线性误差的容忍度差异显著。在实验室级材料拉伸测试中，要求非线性误差控制在 ±0.03% FS 以内，以确保应力 - 应变曲线的精确性；而在工业称重场景中，±0.5% FS 的非线性误差可能被接受，但需通过软件线性化算法进行补偿。例如，某物流分拣系统使用的 S 型传感器，通过内置微处理器对非线性误差进行分段校准，将实际测量误差降低至 ±0.2% FS。
结构设计和材料选择是改善非线性的关键。采用有限元分析优化弹性体外形，可使应力分布更均匀，如轮辐式结构通过对称设计将非线性误差控制在 0.08% FS 以下。高精度应变片（如栅长 0.2mm 的箔式应变片）配合自动化粘贴技术，可减少人为因素导致的非线性。对于大量程传感器，选用高弹性极限材料（如钛合金）能扩大线性测量范围，降低非线性风险。
在极端应用中，温度变化会加剧非线性误差。例如，当环境温度从 20℃升至 60℃时，某铝合金传感器的非线性误差可能从 0.1% FS 增至 0.3% FS，这是由于材料弹性模量的温度依赖性改变了应力 - 应变关系。解决方法包括集成温度传感器实时补偿，或采用具有温度自补偿特性的应变片（如镍铬合金敏感栅）。
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