電阻應變式傳感器工作原理

電阻應變片是一種常用的應力感應元器件，在電子秤、體脂秤等稱重產品中應用比較廣泛，如小米和華為的體脂秤都是用電阻應變片來測量的，將重量的變化轉化成電阻值的變化，進而轉化為電壓的變化。將電阻應變片加上合適的結構件外殼后即成為應變感應傳感器。

應變片用來設計產品時，為了更加精確的測量電阻的變化，一般會設計一個惠斯通電橋電路，該電路由四個電阻構成，其中三個是參數計算好的定值電阻，另外一個是應變片。電路如下：

在初始狀態下，R1R3的乘積與R2R4的乘積相等，所以所檢測到的電壓差為零。當外界應力發生變化后，應變電阻R4的阻值發生變化，平衡被打破，檢測到電壓差。

假設電壓為VCC，流過R1和R2的電流假設是I1，流過R4和R3的電流假設是I2，則電流的計算方法如下：

I1=VCC/（R1+R2），I2=VCC/（R3+R4），

R2兩端的電壓V1=VCC×R2/（R1+R2）;

R3兩端的電壓V2=VCC×R3/（R3+R4）;

通過以上計算公司得到壓差ΔU=VCC×（R2R4-R3R1）/［（R1+R2）（R3+R4）］，

再將ΔU送入差分放大電路，放大到合適的數值后即可被單片機采樣得到，從而計算出重量值，即實現了重量的檢測。

電阻應變式傳感器的應用

電阻應變式傳感器的應用一般是在檢測受力變化的場景下的。舉幾個例子：

1、柱（筒）式力傳感器：應用在電子秤和測力機的測力元件上、發動機推力測試、水壩荷載監測等；

2、應變式壓力傳感器：流動介質的動態和靜態壓力，比如氣流或者水流在管道內的壓力監測；

3、應變式容器內液體重量傳感器：監測液體重量；

4、應變式加速度傳感器：檢測加速度大小（原理是當物體以加速度a運動時，其質量塊受到相反的慣性力作用，通過傳感器檢測慣性力即可）；

5、電子皮帶秤上的力敏應變片。