应变片课程设计
实验一应变片
自动检测实验指导书实验一 电阻应变片性能测试及应用一、实验目的：1． 观察了解应变片的结构及粘贴方式。
2． 测试应变梁变形的应变输出，比较各桥路间的输出关系。
二、实验原理：应变片是最常用的测力传感元件。
当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。
通过测量电路，转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R 1、R 2、R 3、R 4中，电阻的相对变化率分别为△R 1／R 1、△R 2／R 2、△R 3／R 3、△R 4／R 4，当使用一个应变片时，R R R ∆=∑；当二个应变片组成差动状态工作，则有RR R Δ2=∑；用四个应变片组成二个差动对工作，且R 1＝R 2＝R 3＝R 4＝R ，RR R Δ4=∑。
由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。
三、实验设备：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g ）、实验装置9000型（数显表、±15V 电源、±4V 电源）、万用表(自备)。
四、实验步骤：（一） 金属箔式应变片单臂电桥性能实验1、观察应变片。
根据图1,应变式传感器已装于应变传感器模板上。
传感器中各应变片已接入模板左上方的R1、R2、R3、R4标志端。
加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值约为50Ω左右。
2、实验模板放大电路调零，方法为:①接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置，②将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi 相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V 档)，完毕关闭主控箱电源。
基于电阻应变片的数字电子称设计
《传感器与检测技术课程设计报告》课题名称：基于电阻应变片的数字电子称设计专业：电气工程及其自动化班级：11电气（2）班学生姓名：陈腾奎学号：110701203同组人员：贝兆康，陈俊峰指导教师 :王定庚2014 年6月目录摘要 (2)第1章绪论 (3)1.1 设计要求 (3)1.2设计方案 (3)2、系统模块的设计 (4)2.1 测量模块设计 (4)2.1.1电阻应变式传感器的组成及原理 (4)2.1.2电阻应变式传感器的测量电路 (4)2.2差动放大模块的具体设计 (5)2.3飞思卡尔S12X微控制器 (6)2.3.1 MC9S12XS128单片机最小系统介绍 (6)2.3.2 MC9S12XS128引脚图 (6)2.4 上位机Visual Scope数据显示 (7)3.程序设计 (8)3.1主程序流程图 (8)3.2 主程序 (9)4参考资料..........................................................................................................................................摘要电阻应变式传感器是根据应变原理，通过应变片和弹性元件将机械构件的应变或应力转换为电阻的微小变化再进行电量测量的装置。
电阻应变片传感器通过调节放大器的放大倍数，通过MC9S12XS128 A/D转换把接收到的模拟信号转换成数字信号，最后由上位机Visual Scope显示数据。
这种电子秤具有精确度高，操作简单，性能稳定，价格低廉，成本低，制作简单等优点。
关键字：电子秤、电子应变片、MC9S12XS128，上位机Visual Scope第1章绪论本文简述的是由电阻应变片式传感器组成的电子秤。
电子秤是由电阻应变片，测量电路，差动放大电路，A/D转换，上位机Visual Scope组成。
其中电阻应变片是重中之重。
电阻应变片课程设计
电阻应变片课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电阻应变片的工作原理及其在传感器中的应用。
2. 学生能掌握电阻应变片的构造、特性及影响其准确度的因素。
3. 学生能够描述电阻应变片在不同物理量测量中的应用场景。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确连接并操作电阻应变片进行简单的物理量测量。
2. 学生通过实验和数据分析，能够解决与电阻应变片相关的实际问题，培养动手能力和问题解决能力。
3. 学生能够设计简单的电路，将电阻应变片的信号转换为可读数据，提升创新设计和实际应用能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，能够培养对物理实验和传感器技术的兴趣，增强探索科学的积极性。
2. 学生在小组合作中，能够培养团队协作精神，尊重他人意见，提升沟通表达能力。
3. 学生能够认识到科技发展对社会进步的重要性，培养社会责任感和创新精神。
课程性质：本课程为实践性较强的物理选修课程，旨在通过理论与实验相结合的方式，帮助学生深入理解电阻应变片相关知识。
学生特点：学生为高中生，具备一定的物理基础和实验操作能力，对新技术和新知识有较高的好奇心。
教学要求：课程注重理论联系实际，鼓励学生动手实践，通过小组讨论和实验报告等形式，培养学生的自主学习能力和科学思维。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 电阻应变片的定义、工作原理及其在传感器中的应用。
- 电阻应变片的构造、材料特性、灵敏度、影响准确度的因素。
- 电阻应变片在不同物理量测量中的应用案例分析。
2. 实践操作：- 电阻应变片的安装、连接及使用方法。
- 设计简单的电路，实现电阻应变片信号的转换与读取。
- 小组合作进行物理量测量实验，记录和分析数据。
3. 教学大纲：- 第一课时：介绍电阻应变片的基础知识，包括定义、工作原理和应用。
- 第二课时：学习电阻应变片的构造、材料特性和灵敏度，分析影响准确度的因素。
动态应变测试课程设计
动态应变测试课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解动态应变的基本概念，掌握其测量原理和计算方法。
2. 学生能描述动态应变测试在工程领域的应用，并列举至少三种实际案例。
3. 学生能掌握动态应变测试设备的使用方法和操作步骤。
技能目标：1. 学生能运用动态应变测试设备进行实际测量，并能正确处理数据，得出有效结论。
2. 学生能分析动态应变测试结果，发现并解决实际问题。
3. 学生能通过小组合作，进行动态应变测试实验，提高实验操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能认识到动态应变测试在工程领域的重要性和实际意义，增强对工程技术的兴趣和热情。
2. 学生能在动态应变测试实践中，培养严谨、求实的科学态度，提高探究精神和问题解决能力。
3. 学生能通过课程学习，增强环保意识，认识到工程技术在可持续发展中的作用。
课程性质分析：本课程为实验实践课程，旨在让学生在实际操作中掌握动态应变测试的基本知识和技能。
学生特点分析：学生处于高中年级，具有一定的物理基础和实验操作能力，对新技术和新知识充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手操作能力和问题解决能力的培养。
通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在课程学习中获得全面、实用的知识和技能。
二、教学内容1. 动态应变基本概念：介绍动态应变的概念、分类及其与静态应变的区别。
教材章节：第二章第三节2. 动态应变测量原理：讲解动态应变测量的基本原理，包括应变片的原理、桥路电路等。
教材章节：第二章第四节3. 动态应变测试设备：介绍动态应变测试设备的组成、功能及使用方法。
教材章节：第三章第一节4. 动态应变测试操作步骤：详细讲解动态应变测试的操作步骤，包括设备准备、参数设置、数据采集等。
教材章节：第三章第二节5. 动态应变数据分析：介绍动态应变数据的处理方法和分析方法，以及常见问题的解决方法。
教材章节：第三章第三节6. 动态应变测试应用案例：列举并分析动态应变测试在实际工程中的应用案例。
应变片实验
实验一应变片实验一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
二、基本原理：1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。
对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R为：（1—2）由材料力学得：εL= - μεr (1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、测量电路为了将电阻应变式传感器的电阻变化转换成电压或电流信号，在应用中一般采用电桥电路作为其测量电路。
电桥电路具有结构简单、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。
基本电路如图1—2（a）、（b）、（c）所示。
（a）单臂（b）半桥（c）全桥图1—2 应变片测量电路（a）、单臂Uo＝U①－U③＝〔(R4＋△R4)／(R4＋△R4＋R3)－R1／(R1＋R2)〕E＝｛〔（R1＋R2）（R4＋△R4）－R1（R3＋R4＋△R4）〕／〔（R3＋R4＋△R4）（R1＋R2）〕｝E 设R1＝R2＝R3＝R4，且△R4／R4＝ΔR／R＜＜1，ΔR／R＝Kε。
则Uo≈(1／4)(△R4／R4)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)Kε E(b)、双臂(半桥)同理:Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)Kε E(C)、全桥同理:Uo≈(△R／R)E＝Kε E6、箔式应变片单臂电桥实验原理图图1—3 应变片单臂电桥实验原理图图中R1、R2、R3为350Ω固定电阻，R4为应变片； W1和r组成电桥调平衡网络，供桥电源直流±4V。
《检测技术》课程设计-基于应变片的电子秤设计
AT89C51简介 (17)1、2、背景介绍质量是测量领域中的一个重要参数，称重技术自古以来就被人们所重视。
秤是最普遍、最普及的计量设备，电子秤取代机械秤是科技发展的必然规律。
低成本、高智能的电子秤无疑具有极其广阔的市场前景。
60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，衡器技术在不断进步和提高。
从世界水平看，衡器技术已经经历了四个阶段，从传统的全部由机械元器件组成的机械称到用电子线路代替部分机械元器件的机电结合秤，再从集成电路式到目前的单片机系统设计的电子计价秤电子秤是日常生活中常用的衡量器件，广泛应用于超市、大中型商场。
电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。
相比于传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点。
我们所要研究的任务是：基于应变片的电子秤设计，称重范围0～10Kg,满量程量误差不大于 0.005Kg，同时具有自动去皮计算物重，并能计价，具有键盘、显示功能。
3、方案设计首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。
输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。
放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。
我们的设计原则是：采用模块化的设计方法，各模块、部分也尽量应用集成芯片，这样及保证了精度有可使设计简单化。
按照设计的基本要求，系统可分为三大模块，数据采集模块、控制器模块、人机交互界面模块。
其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成。
转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。
电子秤模块设计图2.1、传感器的选择传感器的定义：能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常传感器由敏感元件和转换元件组成。
其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换部分指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。
应变片课程设计悬臂梁的应力测试
题目：应变片课程设计悬臂梁的应力测试一、力学篇应变实验课程设计细则 ------------------- 2二、实验器材 ------------------------------------- 3三、实验预想步骤 --------------------------------- 3四、实验操作步 ----------------------------------- 4五、实验数据及分析 ------------------------------- 8六、电阻应变片的选择 ----------------------------- 8七、电阻应变片的粘贴工艺 ------------------------ 18八、实验心得 ------------------------------------ 20前言应变式传感器可以用来检测：位移压力力矩应变温度湿度光强辐射热加速度液体流量等物理参数。
目前是国内外应用量最为广泛的一种传感器，它在世界上占各类传感器80%以上。
本次课程设计根据实验室条件和应变式传感器的特点，从应变片粘贴工艺要求设计机械结构测点布置应变片电源电路应变片补偿电路检测误差分析构建圆筒偏载试验等为题，使学生从简单受力结构分析入手，运用计算机模拟软件确定测点布置，结合动手具体粘贴应变片，对应变片实测数据校准整定；从而完成一个完整的测试工作。
一、任务设计与要求1 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析简支梁受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；2 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析悬臂梁受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；3 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析传动轴受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；以上力学分析，结构分析需回答并完成以下问题：（1）应变片的种类及选取问题；（2）每位学生需要利用AUTOCAD绘制一副应变片的2D图；（3）运用proE或其它软件绘制测试对象3D图；（4）运用力学理论分析其受力情况；（5）将3D图导入ansys分析软件进行仿真分析；（6）并运用应变片粘贴工艺知识，选取相应的粘合剂；（7）完成相应的应变片粘贴过程，并进行粘贴质量检查；（8）导线的连接与固定，并对粘贴后的应变片进行标定；（9）布线和组桥方法，多个应变片误差的计算；（10）根据上述测试过程，针对起重机电机传动选取国内外标准传感器，构建实验，并注明相应的参数选取原因。
实验一应变片
课程 传感器原理及应用 学号 姓名 成绩 实验名称 实验一 单臂、半桥、全桥应变片特性实验 一、实验目的：了解电阻应变片的应变效应；比较单臂、半桥、全桥应变片的灵敏度；掌握数据处理的方法。
二、实验原理：图1为全桥应变片特性实验电路，平衡时，R 4R 2=R 1R 3，电压表指示为0。
当应变片受力时，应变电阻的阻值将会发生变化，即：R 4+∆R 、R 2+∆R 、R 3-∆R 、R 1-∆R ，此时电桥不平衡，电压表有指示，将应力转换成电压。
为了克服桥臂电阻不一致形成的误差，设置了W 1和r 的调零环节。
当R 1、R 2为普通电阻时，实验电路为半桥应变电路，其输出电压是全桥的一半。
当R 1、R 2、R 3均为普通电阻时，实验电路为单臂应变电路，其输出电压是半桥的一半。
三、实验设备：传感器实验箱1台、20克砝码10个、连接线若干。
四、实验预习要求：复习教材中应变式传感器章节。
五、实验步骤 1、实验箱通电预热。
2、将差分放大器模块的同相输入端V +和反相输入端V -均接地，输出端接实-4V +4V图1R 1 R 2R 3R 4rW 1验箱的电压表，调节“调零”电位器，使差分放大器模块输出为零。
“增益”电位器顺时针调到最大后再逆时针回调半圈。
3、将图1接成单臂应变电路，调节平衡电位器“W 1”，使电压表指示最小。
4、将10个20克的砝码依次放在应变梁托盘上，将电压表的示值填入表1。
5、将图1接成半桥应变电路，调节平衡电位器“W 1”，使电压表指示最小，按步骤4的要求完成表1的内容。
6、按图1全桥应变电路，调节平衡电位器“W 1”，使电压表指示最小，按步骤4的要求完成表1的内容。
7、按表1的原始数据分别进行数据处理：（1）作应力/电压特性图；（2）计算电压灵敏度WUK ∆∆=，其中U ∆为输出电压平均变化量，W ∆为重量变化量；（3）用平均选点法拟合直线bx a y +=，其中1212x x y y b --=，22b a -==11b -，而5511∑==i iUy ，5511∑==i iWx ，51062∑==i iUy ，51062∑==i iWx 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
题目：应变片课程设计悬臂梁的应力测试2015 年 1 月一、力学篇应变实验课程设计细则 ------------------- 3二、实验器材 ------------------------------------- 4三、实验预想步骤 --------------------------------- 4四、实验操作步 ----------------------------------- 5五、实验数据及分析 ------------------------------- 8六、电阻应变片的选择 ----------------------------- 8七、电阻应变片的粘贴工艺 ------------------------ 18八、实验心得 ------------------------------------ 20前言应变式传感器可以用来检测：位移压力力矩应变温度湿度光强辐射热加速度液体流量等物理参数。
目前是国内外应用量最为广泛的一种传感器，它在世界上占各类传感器80%以上。
本次课程设计根据实验室条件和应变式传感器的特点，从应变片粘贴工艺要求设计机械结构测点布置应变片电源电路应变片补偿电路检测误差分析构建圆筒偏载试验等为题，使学生从简单受力结构分析入手，运用计算机模拟软件确定测点布置，结合动手具体粘贴应变片，对应变片实测数据校准整定；从而完成一个完整的测试工作。
一、任务设计与要求1 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析简支梁受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；2 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析悬臂梁受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；3 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析传动轴受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；以上力学分析，结构分析需回答并完成以下问题：（1）应变片的种类及选取问题；（2）每位学生需要利用AUTOCAD绘制一副应变片的2D图；（3）运用proE或其它软件绘制测试对象3D图；（4）运用力学理论分析其受力情况；（5）将3D图导入ansys分析软件进行仿真分析；（6）并运用应变片粘贴工艺知识，选取相应的粘合剂；（7）完成相应的应变片粘贴过程，并进行粘贴质量检查；（8）导线的连接与固定，并对粘贴后的应变片进行标定；（9）布线和组桥方法，多个应变片误差的计算；（10）根据上述测试过程，针对起重机电机传动选取国内外标准传感器，构建实验，并注明相应的参数选取原因。
二、实验器材电阻应变片2个、钢尺板1个、塑料直尺2个、502胶水一管、胶带若干、导线若干、100欧电阻两个、干净电路板一个、蜡烛一支、万用表、5V电源。
其它辅助工具及器材皆取自实验室。
三、实验预想步骤1、用ansys软件将悬臂梁形变时的应力变化并确定最大应力点，然后截图。
2、在钢尺板上确定应变片粘贴点并用砂纸打磨干净。
3、选取相应的胶水将应变片粘贴在钢尺板两面的粘贴点上，然后蜡封，最后用万用表检验应变片是否存在短路现象，如果短路，重新实验，如果没有短路，则进行以下步骤。
4、在干净的电路板上建立电路桥。
5、将应变片、电路板及电源连接起来。
用万用表测量起始电压、应变片的电阻。
6、给悬臂梁施加力，测量悬臂梁变性后两应变片的阻值和电路电压。
7、整理并分析数据，得出实验结果。
四、实验操作步1、运用ansys软件仿真钢尺碳素工具钢弹性模量2.00-2.20 e11 泊松比0.24-0.28 拉伸强度600MPa 屈服强度355MPa得到结果最大应力472MPa 最大应变6.36cm经过力学理论与ANSYS仿真比较，确定粘贴位置。
2、在钢尺板的粘贴点上用砂纸打磨干净。
3、用选定的502胶水将应变片粘贴在钢尺板两面的粘贴点上，然后蜡封，最后用万用表检验应变片是否存在短路现象，如果短路，重新实验，如果没有短路，则进行以下步骤。
得出两个应变电阻值为121.4欧。
4、应变片结构俯视图5、在干净的电路板上建立电路桥。
6、连接电路，测的电源电压为4.78V。
U01=2.08V。
给悬臂梁施加4N力使之发生形变，待形变稳定后，测得应变片阻值R1=122欧，R2=120.8欧，U02=2.17V。
五、实验数据及分析压力值0 N 100 100 121.4 121.4 4.78 2.084 N 100 100 122 120.8 4.78 2.17六、电阻应变片的选择1、电阻应变片的工作原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部形变转换为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，在通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
2、电阻应变片的分类：电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。
3、应变片的电阻应变效应：所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应的改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
4、应变灵敏度：它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
（1）、金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻变大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。
金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。
6、半导体的应变灵敏度：半导体材料之所以具有较大的电阻变化率，是因为它有远比金属导体显著的多的压阻效应。
7、金属电阻应变片金属电阻应变片的分类及其结构金属电阻应变片分为丝式、箔式，薄膜式三种。
金属丝电阻应变片的典型结构见图。
它主要由粘合层1、3，基底2、盖片4，敏感栅5，引出线6构成。
金属箔式应变片的敏感栅，则是用栅状金属箔片代替栅状金属丝。
金属箔栅采用光刻技术制造，适用于大批量生产。
由于金属箔式应变片具有线条均匀、尺寸准确、阻值一致性好、传递试件应变性能好等优点，因此，目前使用的多为金属箔式应变片，其结构见下图。
金属电阻应变片工作原理简介金属电阻应变片的工作原理是电阻应变效应，即金属丝在受到应力作用时，其电阻随着所发生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化。
电阻应变效应的理论公式如下:由上式可知，金属丝在承受应力而发生机械变形的过程中，ρ、L、S三者都要发生变化，从而必然会引起金属丝电阻值的变化。
当受外力伸张时，长度增加，截面积减小，电阻值增加;当受压力缩短时，长度减小，截面积增大，电阻值减小。
因此，只要能测出电阻值的变化，便可知金属丝的应变情况。
这种转换关系为：式中: R---金属丝电阻值的变化量;Ko---金属材料的应变灵敏系数,它主要由试验方法确定,且在弹性极限内基本为常数值;ε---金属材料的轴向应变值,即,因此又称ε为长度应变值,对金属丝而言,其值勤在0.24--0.4之间.。
在实际应用中，将金属电阻应变片粘贴在传感器弹性元件或被测饥械零件的表面。
当传感器中的弹性元件或被测机械零件受作用力产生应变时，粘贴在其上的应变片也随之发生相同的机械变形，引起应变片电阻发生相应的变化。
这时，电阻应变片便将力学量转换为电阻的变化量输出。
金属电阻应变片电桥电路图金属电阻应变片应用于力学测量时，需要和电桥电路一起使用;由于应变片电桥电路的输出信号微弱，采用直流放大器又容易产生零点漂移现象，故多采用交流放大器对信号进行放大处理，所以应变片电桥电路一般都采用交流电供电，组成交流电桥。
根据读数方法的不同，电桥又分为平衡电桥和不平衡电桥两种。
平衡电桥仅适合测量静态参数，而不平衡电桥则适合测量动态参数。
由于直流电桥和交流电桥在工作原埋上相似，为了方便起见，下面仅就直流不平衡电桥进行介绍。
图所示电路是输出端接放大器的直流不平衡电桥的电路。
第一桥臂接电阻应变片R1，其他三个桥臂接固定电阻。
当应变片R1末发生应变时，由于没有阻值变化，电桥维持初始平衡条件的R1.R4=R2.R3，因而输出为零，即UOUT=A(Rl.R4一R2.R3)=0当应变片产生应变时，应变片产生△R1的电阻变化，电桥处于不平衡状态，此时：假设，并考虑到电桥初始平衡条件，，省略去分母中的微量，则上式可写成为从式中可以看出，输出电压正比于应变片发生应变时产生的电阻变化量们。
电阻应变片的特性1、温度效应：用应变片测量应变时，除了能感受试件受力后的变形外，同样也能感受环境温度变化，并引起电阻应变片示值的变动，该效应称为温度效应。
补偿方法：通过惠斯登电桥桥路特性进行温度补偿。
在电桥一个测壁上接一个与量测片同样阻值的温度补偿应变片，测量片贴在受力构件上，既受应变作用，又受温度作用。
补偿片贴在一个与试验材料相同并置于试件附近，具有同样温度变化条件但不受外力作用。
为此，电桥对角线上的电流计的反映只是试件受力后产生的变形，温度效应得以消除。
误差补偿有何要求：（1）补偿片与工作片应该是同批产品，具有相同电阻值、灵敏系数和几何尺寸。
（2）贴补偿片的试块材料应与试件的材料一致，并应做到热容量基本相等。
（3）补偿片的贴片、干燥、防潮等处理工艺必须与工作片完全一致。
（4）连接片与工作片的位置应尽量接近，使二者处于同样温度场条件下，以防不均匀热源的影响。
（5）连接补偿片的导线应与连接工作片的导线同一规格、同一长度，并且相互平列靠近布置或捆扎成束。
补偿片的数量多少，根据试验材料特性、测点位置、试验条件的决定。
2、横向效应：应变片除了有纵向的丝栅外，还有圆弧形或直线形的横栅。
横栅即对轴向的应变敏感，也对垂直于轴向的横向应变敏感。
当把应变片粘贴在一维应力F作用下的工件上时，纵向丝栅由于产生纵向应变，电阻值增加。
而横栅由于纵向应变和横向应变的影响，电阻值减小。
实际上横向丝栅将纵向丝栅电阻的变化抵消了一部分。
这就是横向效应。
电阻应变片的测量电路应变片将应变的变化转换成电阻相对变化△R/R，还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化，才能用电测仪表进行测量。