壓力傳感器的應用原理

在了解壓力傳感器時(shí)，我們應該先認識一下電阻應變片這種元件，電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。

它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一，電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。

通常是將應變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應變基體上，當基體受力發(fā)生應力變化時(shí)，電阻應變片也一起產(chǎn)生形變，使應變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。

這種應變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過(guò)后續的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉換和CPU）顯示或執行機構。

金屬電阻應變片的內部結構

電阻應變片由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線(xiàn)等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅動(dòng)電流太大。

同時(shí)應變片的發(fā)熱致使本身的溫度過(guò)高，不同的環(huán)境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調零電路過(guò)于復雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁GR力較差，一般均為幾十歐至幾十千歐左右。

電阻應變片的工作原理

金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現象，俗稱(chēng)為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示：

式中：

ρ——金屬導體的電阻率（Ω·cm2/m）

S——導體的截面積（cm2）

L——導體的長(cháng)度（m）

我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時(shí)，其長(cháng)度和截面積都會(huì )發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì )發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長(cháng)時(shí)，其長(cháng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì )增大。

當金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(cháng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì )減小，只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓）即可獲得應變金屬絲的應變情況。