應變式電阻傳(chuan) 感器是借助於(yu) 彈性元件，將力的變化轉化為(wei) 變形，然後利用導體(ti) 的應變效應，將力轉化變成電阻的變化，最終利用測量電路得到被測量（力）的電信號。應變式電阻傳(chuan) 感器主要包括彈性元件，電阻應變片及測量電路。

電阻應變片的結構及工作原理說明：

（1）結構

電阻應變式片的結構圖

合金電阻絲(si) 以曲折性（柵形）粘接劑粘貼在絕緣基片上，兩(liang) 端通過引線出，絲(si) 柵上麵再粘貼一層絕緣保護膜。把應變片貼於(yu) 被測變形物體(ti) 上，敏感柵隨被測物體(ti) 表麵的變形而使電阻值改變，隻要測出電阻的變化就可得知變形量的大小。電阻應變片主要恩威金屬應變片和半導體(ti) 應變片，常見的金屬應變片有絲(si) 式，箔式和薄膜式三種（如圖），半導體(ti) 應變片是在矽上利用擴散技術形成電阻。

1.電阻絲(si) ；2.金屬箔；3.半導體(ti) ；4.基片

2.應變效應

導體(ti) 貨半導體(ti) 收外力作用變形時，其電阻值也將隨之變化，這種現象被稱為(wei) ：應變效應。設有一金屬導體(ti) ，長度為(wei) I，界麵劑為(wei) S，電阻率為(wei) P，則該導體(ti) 的電阻R為(wei) ：

如上圖所示，當金屬導體(ti) 收到拉力作用時，長度Δ1,截麵積將縮小ΔS，從(cong) 而導致電阻增加ΔR，這樣，導體(ti) 的電阻變為(wei) R+ΔR。通過推導，可以得出導體(ti) 電阻的相對變化量為(wei) ：

上圖式中可以得出，Σ=ΔI/I成為(wei) 縱向應變式；K為(wei) 金屬導體(ti) 的應變靈敏度。下圖為(wei) 金屬絲(si) 的應變效應

金屬應變片的靈敏度主要與(yu) 導體(ti) 的幾何尺寸有關(guan) 。近似等於(yu) 2，如果沒有特別說明。一般K=2。但道題應變片的靈敏度主要與(yu) 半導體(ti) 材料有關(guan) ，並且遠遠大於(yu) 金屬應變片的靈敏度。

（2）測量電路

為(wei) 了檢測應變片電阻的微小變化，需通過測量電路把電阻的變化轉化為(wei) 電壓和電流後由儀(yi) 表讀出。在應變式傳(chuan) 感器中最常用的轉換電路是橋式電路。按輸入電源性質的不同，橋式電路可分為(wei) 交流電橋和直流電橋兩(liang) 類。在大多數情況下，采用的是直流電橋電路。下麵以直流電橋為(wei) 例子分析它的工作原理和特性。

直流電橋的基本電路示意圖

在未施加作用力時，應變為(wei) o，此時橋路輸出電壓Uo也為(wei) 0，即橋路平衡，由橋路平衡的條件可知，應使4個(ge) 橋臂的初始電阻R1，R2，R3和R4滿足R1R3=R2R4,或是R1/R2=R4/R3，通常取R1=R2=R3=R4即全等臂形式。

橋路工作時輸入電壓Ui保持恒定不變，當4個(ge) 橋臂電阻的變化值Δ遠小於(yu) 初始電阻。且電橋負載電阻為(wei) 無窮大時，電橋的輸出電壓Uo可以近似用下式表示：

由於(yu) R1=R2=R3=R4，所以根據以上的根式可以變為(wei) ：

根據圖上可知，ΔR/R=KΣx，其中KI為(wei) 電阻應變片的靈敏度；ΣX為(wei) 軸向應變。則式中可以寫(xie) 成：

根據應用要求的不同，可接入不同數目的都電阻應變片，一般分為(wei) 下麵幾種形式的電橋：

1.雙臂半橋形式

2.單臂半橋形式

3.全橋形式

以上三種電橋形式中，全橋形式的靈敏度最高，也是最常用的一種形式。