传感器应用技术 应变片的工作原理 .pdf

应变片的工作原理

1．应变效应

电阻应变片的工作原理是基于金属的电阻应变效应，即金属丝的电阻随着它所受机械变

形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化。这是因为金属丝的电阻与材料的电阻率及其几何

尺寸有关，而金属丝在承受机械变形的过程中，这两者都要发生变化，因而引起金属丝的电

阻变化。

设有一根金属丝，其电阻为:

l

R（2.1）

S

式中，R为金属丝的电阻，ρ为金属丝的电阻率，l为金属丝的长度，S为金属丝的截面积。

当金属丝受拉时，其长度、横截面、电阻率变化时，必然引起金属丝电阻改变，电阻变



ll

化量：dRdldSd（2.2）

SS2S

式中，dl为长度变化量，dS为横截面变化量，dρ为电阻率变化量。

在式（2.2)两边分别除以式(2.1),得

dRdldSd

（2.3）

RlS

2





由Sr（r为金属丝半径），得dS2rdr，所以

dRdldrd

2（2.4）

Rlr

dRd



2（2.5）

xy

R

dldr





式中，为金属丝的轴向应变量，为金属丝的径向应变量。

lxry

根据材料力学原理，金属丝受拉时，沿轴向伸长，而沿径向缩短，二者之间应变的关系



为:（2.6）

yx

式中，µ为金属丝材料的泊松系数。

将式（2.6）代入式（2.5），得



dRddRRd