什么是电阻应变计?

[拼音]：dian zu yingbianji

[外文]：straingauge

基于电阻-应变效应的敏感元件。电阻-应变效应是指金属导体的电阻在导体受力产生变形（伸长或缩短）时发生变化的物理现象。当金属电阻丝受到轴向拉力时，其长度增加而横截面变小，引起电阻增加。反之，当它受到轴向压力时则导致电阻减小。电阻应变计与d性敏感元件、补偿电阻一起可构成多种用途的电阻应变式传感器。电阻应变计按工艺可分为粘贴式、非粘贴式（又称张丝式或绕丝式）、焊接式、喷涂式等。其中粘贴式应变计（又称应变片）是应用最广，也是最早出现的应变计。它的工作原理是开尔文勋爵于1856年发现的。

它主要由 4部分组成。

（1）由电阻丝制成的敏感栅：是应变计的敏感部分；

（2）衬底和保护层：敏感栅粘贴在衬底上，衬底是将传感器d性元件表面的应变传递到电阻丝栅上的中间介质，起绝缘作用；保护层起保护电阻丝的作用；

（3）粘合剂：它将电阻丝与衬底粘贴在一起；

（4）引出线：它起连接测量导线的作用。按衬底材料和安装方法的不同，可把粘贴式应变计分为纸衬式、胶衬式、金属衬底式和临时衬底式等。敏感栅又有多种结构形式，可分为测量单方向应变的单轴式和测量两个方向以上应变的多轴式（又称应变花）两类（图1）。

它的工作原理与粘贴式应变计相同，但敏感栅用金属箔（康铜、镍铬锰硅合金等）通过光刻、腐蚀等工艺制成。箔式应变计的优点是：栅的尺寸准确、一致性好、适于大批量生产，易于小型化、易散热、疲劳寿命高等。

这种应变计是通过规定的掩板在表面有绝缘层的金属材料或玻璃等无机材料上溅射或沉积一层电阻材料薄膜制成的，也可采用光刻方法制造。还可直接将电阻材料沉积在传感器的d性敏感元件上，达到更佳的效果。

它是利用一定结构使金属电阻丝张紧并能直接受力而产生电阻-应变效应的一种应变计,又称非粘贴式应变计。一种测量微小压力的张丝式应变计是将金属电阻线绕在固定于d簧片上的数个柱子上制成的（图2）。当压力通过连杆加到d簧片上时，d簧片的变形使柱子移动，从而改变电阻线圈的张力而使其电阻发生变化。线圈连接成桥式电路，于是电桥由于桥臂电阻的变化而失去平衡，产生正比于压力的输出电压。利用张丝式应变计的原理还可制成扭矩传感器和加速度计。

参考书目

铁建所编：《电阻应变式压力传感器》，人民铁道出版社，北京，1979。