应变片的机械滞后。加载和卸
载特性曲线之间的最大差值
Δεm称为应变片的机械滞后值。
i m
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m
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（3）电阻应变传感器主要特性
3) 零漂和蠕变
已粘贴在试件上的应变片，在温度保持 恒定，试件上没有机械应变的情况下，应变片的 指示会随着时间增长而逐渐变化，这就是应变片 的零点漂移，简称零漂。
压力测量传感器的特性参数、测量电路与温 度补偿方法
压力测量传感器性能及应用范围比较
压力测量传感器应用实例
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3.1 电阻式压力传感器
3.1.1金属电阻应变式传感器
金属电阻应变式传感器是利用应变效应原理制
成的一种测量微小机械变化量的传感器。它是由
弹性元件和电阻应变片构成。当弹性元件感受被
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6） 绝缘电阻和最大工作电流
应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测件 之间的电阻值Rm。通常要求Rm在50MΩ～100MΩ 以 上。绝缘电阻下降将使测量系统的灵敏度降低，使应变 片的指示应变产生误差。
最大工作电流是指已安装的应变片允许通过敏感栅而不 影响其工作特性的最大电流。工作电流大，输出信号就 大，灵敏度就高。但工作电流过大，会使应变片过热， 灵敏度系数发生变化，零漂及蠕变增加。通常静态测量 时取25mA左右，动态测量时取75～100mA。
应变片的应变极限是指在一定温度90％
下，应变片的指示应变εi与试件
的真实应变εm的相对误差达到规
定值（一般为10%）时的真实应变
值εj，如右图所示。
对于已安装的应变片，在恒定幅值 的交变力作用下，可以连续工作而 O 不产生疲劳损坏的循环次数N称为 应变片的疲劳寿命。
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j m
使其电阻值发生变化的现象被称为“应变效应”。
L
2r
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L
图3-1金属电阻丝伸长后几何尺寸变化
F 2(r r)
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设有一根电阻丝，如图3-1所示，它在未受到外力作用时 的初始电阻为
RL
S
（ 3-1 ）
式中，ρ——电阻丝的电阻率； L——电阻丝的长度； S——电阻丝的截面积。
相对变形范围内，金属材料的灵敏系数k0将保持 不变。
因此，由式（3-5）可知，当金属电阻丝受到外界
应力的作用时，其电阻的变化与受到应力的大小
成正比。即金属导体电阻丝的电阻的相对变化率
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（2）应变片的结构
常用的金属应变片分为电阻丝应变片和箔式应变 片。它们基本结构大体相同，由敏感栅、基底、 覆盖层、引线和黏结剂组成。
实用传感器技术教程
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第3章 力与压力测量传感器
3.1 电阻式压力传感器
1.2
3.2 压电式传感器 3.3 差动变压器式传感器
1.2
3.4 集成压力传感器 3.5 压磁式传感器
1.2
3.6 力与压力测量传感器性能比较
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本章要点
电阻式、压电式、差动变压器式、压磁式与 集成式压力传感器等压力测量传感器结构与 工作原理
已粘贴的应变片，温度保持恒定，在承受某一 恒定的机械应变长时间作用下，应变片的指示会 随时间的变化而变化，这种现象称为蠕变。一般 来说，蠕变的方向与原来应变量变化的方向相反。
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（3）电阻应变传感器主要特性
4) 温度效应
粘贴在试件上的电阻应变片，除感受机械应变 而产生电阻相对变化外，在环境温度变化时，也 会引起电阻的相对变化，产生虚假应变，这种现 象称为温度效应。温度变化对电阻应变片的影响 是多方面的，这里仅考虑两种主要影响：
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（3）电阻应变传感器主要特性
2) 机械滞后
应变片安装在试件上以后， 在一定的温度下，应变片的指
示应变εi与试件机械应变εm应
该是一个确定关系，但实验表 明，在加载和卸载过程中，对 同一机械应变量，两过程的特 性曲线并不重合，卸载时的指 示应变高于加载时的指示应变， 如 图 3-3 所 示 ， 这 种 现 象 称 为
一是当环境温度变化Δt时，由于敏感栅材料的 电阻温度系数αt的存在，引起电阻的相对变化；
二是当环境温度变化Δt时，由于敏感材料和试 件材料的膨胀系数不同，应变片产生附加的形变， 从而引起电阻的相对变化。
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（3）电阻应变传感器主要特性
5) 应变极限与疲劳寿命
i (R R) 100％
测物理量时，其表面产生应变，粘贴在弹性元件
表面的电阻电阻应变片的电
阻值，可以用来测量被测的物理量。金属电阻应
变传感器具有结构简单、测量精度高、使用方便、
动态性能好等特点，被广泛应用于测量力、力矩、
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1.1 传感器基本概念
1. 电阻应变片原理及主要特性 （1）工作原理 金属导体材料在受到外界力作用时，将产生机械变 形，机械变形会导致其电阻值变化，这种因形变而
引出线
覆盖层
基片
b
l
电阻丝
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（3）电阻应变传感器主要特性
1) 灵敏系数K
当具有初始电阻值R的应变片粘贴于试件表面时， 试件受力引起的表面应变，将传递给应变片的敏 感栅，使其产生电阻相对变化ΔR/R。实验表明， 在一定应变范围内ΔR/R由下式确定：
R K
R
式中:ε为应变片的纵向应变； K为应变片的灵敏系数。
R

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式中，μ为为泊松比，定义为材料在单向受拉或
受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比
值。如果令 :
k0
1 2



(3-4)
则有:
R R

k0
(3-5)
式中，ε=ΔL/L为金属导体电阻丝的纵向应变；k0为
电阻丝的灵敏系数，即单位应变所引起的电阻的相对
变化。
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当电阻丝在外力F的作用下被拉伸(或压缩)，则其ρ、L、 S均发生变化，变化量分别为Δρ、ΔL、ΔS。几何尺寸 的变化引起电阻值的变化，电阻值相应变化为ΔR，其电
阻的相对变化量为 :
R L S R LS
经过整理，可得下式:
(3-2)
R (1 2) (3-3)
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由式(3-4)可知，电阻丝的灵敏系数受两个因素的
影响：一是(1+2μ)，它是由电阻丝几何尺寸改变
引起的，对某种材料来说，它是常数；另一个是
（Δρ/ρ）/ε，对于同一种金属材料，其值也是常
数，但比(1+2μ)小很多，可以忽略，故k0≈1+2μ。
理论与实验证明，对于每一种电阻丝，在一定的