應(yīng)變片傳感器是一種常用的測量設(shè)備，用于檢測物體表面的應(yīng)變情況。它通過變化的電阻值來反映物體受力或形變的程度，從而實現(xiàn)對力、壓力、扭矩等物理量的測量。應(yīng)變片傳感器具有高精度、靈敏度高、響應(yīng)速度快等特點，廣泛應(yīng)用于工程、力學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。本文將介紹應(yīng)變片傳感器的定義、工作原理以及結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。

1.什么是應(yīng)變片傳感器

1.1 定義

應(yīng)變片傳感器是一種利用金屬或半導(dǎo)體材料的電阻隨外力或形變變化而產(chǎn)生的電阻應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行測量的裝置。它能夠?qū)⑼饨绲牧蛐巫冃盘栟D(zhuǎn)化為電阻變化，然后通過電路進(jìn)行信號處理和轉(zhuǎn)換，最終得到與力或形變有關(guān)的測量結(jié)果。

1.2 工作原理

應(yīng)變片傳感器的工作原理基于電阻應(yīng)變效應(yīng)和電橋測量原理。當(dāng)外力或形變作用于應(yīng)變片時，應(yīng)變片的電阻值會發(fā)生微小的變化。這是由于應(yīng)變片的金屬或半導(dǎo)體材料受到力或形變作用后，晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，導(dǎo)致電子在晶格中的運動發(fā)生改變，從而引起電阻值的變化。

為了測量應(yīng)變片的電阻變化，通常采用電橋測量原理。將應(yīng)變片與其它電阻組成電橋電路，通過調(diào)節(jié)電橋的工作狀態(tài)，使得電橋達(dá)到平衡，即電橋兩側(cè)電壓相等。根據(jù)電橋平衡時的電壓差，可以推算出應(yīng)變片的電阻變化，進(jìn)而計算出物體所受的力或形變。

2.應(yīng)變片傳感器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

2.1 結(jié)構(gòu)

應(yīng)變片傳感器通常由應(yīng)變片、導(dǎo)線、支撐結(jié)構(gòu)和外殼等組成。

1. 應(yīng)變片：應(yīng)變片是應(yīng)變片傳感器的核心部件，負(fù)責(zé)感知外力或形變并轉(zhuǎn)化為電阻變化。常見的應(yīng)變片類型有金屬薄膜應(yīng)變片和硅應(yīng)變片等。
2. 導(dǎo)線：導(dǎo)線連接應(yīng)變片和電路，用于傳輸應(yīng)變片的電阻變化信號。
3. 支撐結(jié)構(gòu)：支撐結(jié)構(gòu)用于固定和保護(hù)應(yīng)變片，并將外力或形變傳遞給應(yīng)變片。
4. 外殼：外殼用于保護(hù)應(yīng)變片傳感器免受外界干擾和損壞。

2.2 應(yīng)用

應(yīng)變片傳感器在工程、力學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

1. 力學(xué)測量：應(yīng)變片傳感器可以測量物體受到的力的大小和方向，常用于力學(xué)實驗和結(jié)構(gòu)監(jiān)測等領(lǐng)域。
2. 壓力測量：通過將應(yīng)變片與壓力傳感器相結(jié)合，可以實現(xiàn)對氣體或液體的壓力進(jìn)行測量和控制。
3. 扭矩測量：應(yīng)變片傳感器可用于測量旋轉(zhuǎn)裝置所受到的扭矩大小和變化。
4. 形變測量：應(yīng)變片傳感器能夠檢測物體的形變，用于材料研究、結(jié)構(gòu)測試和變形監(jiān)測等領(lǐng)域。
5. 力控反饋系統(tǒng)：應(yīng)變片傳感器可用于力控反饋系統(tǒng)中，實現(xiàn)對力的精確控制和調(diào)節(jié)，常見于自動化生產(chǎn)線和機器人技術(shù)中。

應(yīng)變片傳感器具有高精度、靈敏度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于各種工程和科學(xué)領(lǐng)域。它們可以提供準(zhǔn)確、可靠的測量結(jié)果，并在許多行業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，如航空航天、汽車制造、材料研究、建筑工程等。

應(yīng)變片傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行測量的設(shè)備，通過將外界的力或形變轉(zhuǎn)化為電阻變化來實現(xiàn)測量。它具有高精度、靈敏度高和響應(yīng)速度快的特點，廣泛應(yīng)用于工程、力學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。應(yīng)變片傳感器的結(jié)構(gòu)包括應(yīng)變片、導(dǎo)線、支撐結(jié)構(gòu)和外殼等部分，各個部分協(xié)同工作，使得傳感器能夠準(zhǔn)確地測量力、壓力、扭矩和形變等物理量。

閱讀更多行業(yè)資訊，可移步與非原創(chuàng)，中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分析報告（2023版完整報告下載）、本土MCU廠商三大維度對比，高下立現(xiàn)、解碼供應(yīng)鏈：半導(dǎo)體供應(yīng)鏈管理與APS應(yīng)用案例系列課程 等產(chǎn)業(yè)分析報告、課程可查閱。