电阻应变式传感器工作原理及应用_刘安 .pdfVIP

点：灵敏度系数比较稳定；电阻温度系数较小且稳定；加工

性能好，易于焊接。因此国内外多以康铜丝作为金属电阻应

变片材料。电阻应变片的电阻值为60Ω、120Ω、200Ω等多

种规格，以120Ω最为常用。

电阻应变片的优点：（1）测量应变的灵敏度和精确度高，

性能稳定、可靠；（2）应变片尺寸小、重量轻、结构简单、

使用方便、响应速度快。（3）测量范围大。（4）适应性强。

可在高温、超低温、高压、水下、强磁场以及核辐射等恶劣

环境下使用。（5）价格低廉，品种多样，便于选择。

三、电阻应变式传感器的工作原理

电阻应变式传感器的工作原理是以应变效应为基础的。

电阻应变式传感器主要由弹性元件、粘贴在弹性元件上的应

变片和传感器的外壳构成。其工作原理是:当传感器的弹性

敏感元件受到外力（被测量）作用后，弹性敏感元件发生变形，

l此变形传递给粘贴在弹性敏感元件上的应变片，使应变片也

R对于一根长为l、截面积为S、电阻率为

S发生变形，由于电阻应变效应导致应变片的电阻值发生变化，

ρ的金属电阻丝，其电阻值为：此时应变片在一定的测量电路中就会使电路的输出电压或电

若金属丝在轴向受到应力的作用,其长度变化Δl,截流发生变化，输出的电量大小反映被测量的大小，从而实现

面变化ΔS,电阻率变化Δρ,而引起电阻变化ΔR。则可非电量到电量的转化。

以得到以下结论：当金属电阻丝拉伸时，其电阻值增加；当四、电阻应变式传感器的应用

金属电阻丝被压缩时，电阻值减小。但电阻值变化的范围很小。电阻应变式传感器可以测量力、压力、位移、应变、加

R速度等非电量参数，一般来说，电阻应变式传感器的结构简



K大量实验证明，具有初始电阻R的应变片

R单，性能稳定，灵敏度较高，适合动态测量。现已被广泛应

发生应变，使电阻值发生相应的变化ΔR，则在一定的应变用于工程测量和科学实验中。电阻应变式传感器按用途可分

R

范围内，应变片满足式中:为电阻变化率;k为灵敏度系为:测力与称重传感器、压力传感器、加速度传感器等。

R

1、测力与称重传感器

数;为应变值。应变片的灵敏度系数k主要受两个因素

影响：材料的几何尺寸和电阻率。一般情况下，半导体材料应变式测力与称重传感器常见的结构有悬臂梁式、柱式

的灵敏度要比金属丝大50—100倍。和轮辐式等。