电阻式传感器的工作原理和应用

电阻式传感器的基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路和装置显示或记录被测量值的变化。按其工作原理可分为变阻器式（电位器式）、电阻应变式传感器两种。

（1）变阻器式传感器

1）变阻器式传感器的工作原理

变阻器式传感器也称为电位器式传感器，其工作原理是将物体的位移转换为电阻的变化。常用电位器式传感器有直线位移型、角位移型和非线性型等。

2）变阻式传感器的优缺点和应用

变阻式传感器的优点：结构简单、尺寸小、质量小、价格低廉且性能稳定；受环境因素（如温度、湿度、电磁场干扰等）影响小；可以实现输出和输入间的任意函数关系；输出信号大，一般不需放大。其缺点：因为存在电刷与线圈或电阻膜之间的摩擦，因此需要较大的输入能量；因为磨损不仅影响使用寿命和降低可靠性，而且会降低测量精度，所以分辨力较低；动态响应较差，适合测量变化较缓慢的量。变阻式传感器常用来测量位移、压力、加速度等参量。

（2）电阻应变式传感器

1）应变式传感器的工作原理(www.xing528.com)

电阻应变式传感器简称为电阻应变计，它是用高电阻率的细金属丝，绕成栅状敏感元件，用黏结剂牢固地粘在基底之间，敏感元件两端焊上较粗的引线。当将电阻应变计用特殊胶剂粘在被测构件的表面上时，则敏感元件将随构件一起变形，其电阻值也随之变化，而电阻的变化与构件的变形保持一定的线性关系，进而通过相应的二次仪表系统即可测得构件的变形。通过应变计在构件上的不同粘贴方式及电路的不同联接，即可测得应力、变形、扭矩等机械参数。

金属电阻应变片的工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形（伸长或缩短）的变化而发生变化的现象。

2）电阻应变式传感器应用

电阻应变式传感器应用主要体现在以下两个方面：

①将应变片粘贴于被测构件上，直接用来测定构件的应变和应力。例如，为了研究或验证机械、桥梁、建筑等某些构件在工作状态下的应力、变形情况，可利用形状不同的应变片，粘贴在构件的预测部位，可测得构件的拉、压应力、扭矩或弯矩等，从而为结构设计、应力校核或构件破坏的预测等提供可靠的实验数据。

②将应变片贴于弹性元件上，与弹性元件一起构成应变式传感器。这种传感器常用来测量力、位移、加速度等物理参数。在这种情况下，弹性元件将被测物理量转换为成正比变化的应变，再通过应变片转换为电阻变化输出。