应变片（由敏感栅等构成的测量应变元件）

原理

应变片很好地利用了导体的物理特性和几何特性。当一个导体在其弹性极限内受外力拉伸时，其不会被拉断或产生永久变形而会变窄变长，这种形变导致了其端电阻变大。相反，当一个导体被压缩后会变宽变短，这种形变导致了其端电阻变小。通过测量应变片的电阻，其覆盖区域的应变就可以演算出来。应变片的敏感栅是一条窄导体条曲折排列成的一组平行导线，这样的布置方式可将基线方向的微小变形累积起来以形成一个较大的电阻变化量累计值。应变片的测量对象只有其所覆盖区域的变形量，足够小的应变片可在诸如有限元式的应力分析当中使用。它被广泛应用于材料的疲劳测试研究当中。

介绍

半导体应变片是用半导体材料制成的，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象。

应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由专用仪器测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值。

金属电阻应变片品种繁多，形式多样，常见的有丝式电阻应变片和箔式电阻应变片。

箔式电阻应变片是一种基于应变——电阻效应制成的，用金属箔作为敏感栅的，能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。

光学应变片

光学应变计一般采用不超过4-9微米直径的布拉格光栅玻璃纤维制造。一般来说,人的头发直径为60-80微米.纤维芯被直径大约125微米的纯玻璃覆盖层所包围。

基于布拉格光栅的应变片有以下优势：

1.对电磁场不敏感

2.可以用于可能爆炸的环境

3.高震动负载情况下，材料（玻璃）不会产生故障

4.可以测量更大的应变，一般电阻应变片的最大应变为数百微应变，而光学应变片的可测量的最大应变为7000微应变

5.更少的连接线，因此会对测试物体产生更少的干扰

6.互连需要大量的传感器，不同的布拉格波长可以集成在一个光纤中。

构造

应变片有很多种类。一般的应变片是在称为基底的塑料薄膜（15-16μm）上贴上由薄金属箔材制成的敏感栅（3-6μm），然后再复盖上一层薄膜做成迭层构造。

箔式电阻应变片

分类

按材料分：金属式体型——丝式、箔式、薄膜型；

半导体式体型——薄膜型、扩散型、外延型、PN结型按结构分：单片、双片、特殊形状按使用环境：高温、低温、高压、磁场、水下；

主要特点：

1、部分应变片具有自动补偿功能，不需要补偿片，自身就能抑制应变温度漂移的功能。

2、产品品种多、可以给客户在不同的测量场合，提供完善应变测量选择，主要有：普通、低温、高温、超高温防水、复合材料、混凝土、焊接式、焊接防水、半导体、测残余应力、等非常完善的产品规格和型号。

3、测量温度范围广：-269℃-800℃

4、产品稳定性好、长时间测量，产品测量结果稳定。

5、产品的测量形状多样，可以测量多种力学信号，如：测量扭矩、剪切应力、集中应力、等等。

应用

传感器的定义：

应变片

电阻应变式称重测力传感器

称重传感器的定义：

一种已考虑到使用当地的重力加速度和空气浮力影响的用来测量质量的传感器。称重传感器能把被测质量转换成电压信号。有各种各样的称重传感器，例如电容式称重传感器；电磁平衡式传感器，有压电式称重传感器等等。

电阻应变片：

机构：

应变片

应变片

2、金属丝式应变片

应变片

3、半导体应变片

半导体应变片在受到应力作用时，其电阻会发生相应的变化，因此可制作测力传感器，广泛应用于自动衡器及力、速度等的测量。

工作原理：

R=ρl/S当它轴向力而被拉伸或压缩后，长度l横切面S和电阻率ρ都会发生变化.

应用：

应变片主要应用于传感器。振动时效效果取决于振型的选择。为确保准确地消除或降低工件关键部位的残余应力，防止焊接、切割、铸造、锻压、机加工件变形与开裂。Sigmar开发出多种常规时效设备，可为用户提供科学的工艺振型分析、方便的设备操作功能，以便定性地保证时效工艺效果……它们可分为分为4个系列16个规格。