应变式传感器的工作原理是基于材料的应变效应,即物体在受到力或压力作用时会发生形变。这种传感器通过测量物体受力变形所产生的应变,将机械构件上的应变变化转换为电阻变化,进而通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出,仪表测量电转换为质量及力值。
应变式传感器主要由敏感栅、基底、引线、盖片等组成,其中电阻应变片是最常采用的传感元件。电阻应变片的工作原理基于金属的应变效应,即金属导体的电阻随着其所受机械变形(伸长或缩短)的大小而发生变化。当被测物理量(如荷载、压力、位移等)能够在弹性元件上产生弹性变形(应变)时,粘贴在弹性元件表面的电阻应变计可以将感受到的弹性变形转变成电阻值的变化,从而实现将非电量值的变化转换成电信号的变化量。
应变式传感器在工业、航空航天、汽车、建筑结构和医疗等领域广泛应用,主要用于测量力、力矩、压力等非电物理量。其工作原理可以分为选择合适的材料、制备感应元件、安装感应元件、应变测量、电信号输出和信号处理与显示等步骤。应变式传感器通常采用金属材料制成,如金属薄膜、金属片或金属丝,这些金属材料具有良好的弹性特性,可以在受到外力作用时发生弹性变形。通过测量感应元件的应变导致的电阻、电容或电感等电特性变化,应变式传感器能够将物体的应变转换为电信号输出。