电阻应变片的压力传感器设计
电阻应变片式传感器测量桥梁应力
测量桥梁应力传感器目录摘要 (2)设计思路 (2)步骤 (2)一、传感器设计及选择 (3)1、应变式传感器 (3)二、电阻应变片的选择 (3)1、电阻应变片类型的选择 (3)2、应变计敏感栅的材料 (5)3、几何尺寸 (6)三、测量电路原理分析及设计 (7)1、温度补偿原理 (7)四、测量电路原理分析及设计 (9)1、电桥电路原理 (9)2、非线性误差 (10)3、转换电路和信号放大电路 (10)4、电桥转换电路 (11)5、放大电路和共模补偿电路 (11)6、电路调零调幅电路 (13)7、电桥放大电路各元件参数及其输出电压计算 (14)五、总结与心得 (15)六、参考文献.....................错误！未定义书签。
摘要：目前，多数桥梁都属于柱形桥，随着时间的推移，桥身桥体会逐渐出现承载过重导致应力不集中甚至出现裂纹等破损，为了保证人民的人身财产安全，就要对桥身桥体进行实时监控，采取及时的补救措施。
在现在大多数的监测方案中，几乎都需要传感器技术，本文对传感器在测量桥梁应力的应用做了详细的描述。
传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门综合技术学科，是在现今科学领域中实现信息化的基础技术之一。
现代测量、控制与自动化技术的飞速发展，特别是电子信息科学的发展，极大地促进了现代传感器技术的发展。
同时我们也看到，传感器在日常生活中的运用越来越广泛，可以说它已成为了测试测量不可或缺的环节。
因此，学习、研究并在实践中不断运用传感器技术是具有重大意义的。
测量桥梁应力的基本思路是将传感器粘附于桥身柱体部分，通过测量桥在空载和承载时传感器的数值变化，通过数值的转换与计算，得出桥梁承受的应力。
因此，此次测量所需传感器属于压力传感器。
设计思路方案内容：假设某柱形公路桥长为500米，现在用多台测量应力传感器进行静载实验，从而确定此桥梁的承载能力和工程的可靠性。
步骤：1:首先将此段桥梁平均分成五段，每段为一百米；2:选取每段桥梁的中心点为布置测点，并粘上测量桥梁应力传感器的应变片，应变测量的传感器是电栅尺寸为50×100mm的长标距电阻应变片;具体布置如下图：（此图为抽象出来的桥面，应变片对称均匀分布在桥底面上）3:将所有测点合理的连接到静应变仪上，打开一起预热，用USB线连上装好相关软件的电脑上；4：打开软件，设置好各项参数后进行平衡，清零采样；5：本实验采用30t 的三周加载汽车进行加载，车辆加速选用中载和偏载两种方式，即相对车道中心线对称布置3列车以及偏一侧靠近防护栏布置3列车，根据不同的工况进行逐次采样;结果分析：将测试数据导出进行分析，从而验证桥梁结构强度，并根据相关标准评价其在设计使用荷载下的工作性能。
电阻应变片压力传感器实验报告
电阻应变片压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器——实验报告院系：管理学院姓名：胡阳学号：PB12214074电阻应变式传感器实验内容1、自己设法确认各传感器的受力是拉伸还是压缩力，并用图示说明。
2、利用所提供的元件连接单臂电桥，桥电压由万用表给出，记下零点电压。
3、依次增加砝码，测量单臂电桥的m~U定标曲线。
有了定标曲线后，就作成了一台简易的电子秤。
提示：电子秤的量程约2公斤，请勿加载过重的物体，以免损坏应变片。
4、测量待测物体的质量。
5、连接全桥电路，重复1~3步。
6、比较电路的灵敏度。
7、实验总结数据处理:1.单臂，全桥的定标线（一）单臂电桥-52.6-52.7U/mV-52.9-53.0-53.1-53.20100200300400500m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -53.17155 0.00501B 0.00107 1.65553E-5------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99952 0.00692 6 0.0001（二）全桥：0.0530.0520.051U/V0.0490.0480100200300400500600m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.05271 2.06453E-5B -7.33992E-6 5.71108E-8------------------------------------------------------------R SD N P-------------------------------------------------------------0.99985 3.02908E-5 7 0.0001------------------------------------------------------------2、待测物体质量，比较两种电路灵敏度：单臂电桥：U= -53.17155 +0.00107 * m ; 待测物体电压：-52.57mV代入式子求得待测物体质量：m=562.20g全桥电路：U=0.05271 +（-7.33992E-6）* m；待测物体电压：0.0493V代入式子求得待测物体质量：m=464.58g单臂电桥S1=0.00107（mV/g）全桥电路S2=0.00734（mV/g）可知S3S2S1，即全桥电路的灵敏度高，单臂电桥的灵敏度低。
基于电阻应变片的称重传感器设计 毕业设计
毕业设计说明书基于电阻应变片的称重传感器设计班姓学专指导教师：2014年 6 月基于电阻应变片的称重传感器设计摘要随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。
目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。
本文设计了一个电阻应变式的称重传感器。
电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
本设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。
应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。
关键词：称重传感器，弹性体，电阻应变片Based on the design of resistance strain gauge load cellAbstractWith the progress of technology, electronic weighing apparatus made by the weighing sensor is widely used in all walks of life, to realize the rapid and accurate for material weighing, especially with the emergence of microprocessor, the constant improvement of the industrial production process automation, weighing sensor has become a necessary device in the process control. At present, apply to almost all weighing weighing sensors.In this paper, the design of a resistance strain type weighing sensor. Resistance strain type weighing sensor is based on the principle that elastomer (elastic element, sensitive beam) elastic deformation under the action of external force, the resistance strain gauge on the surface of the paste in his (cell) also along with the deformation and deformation resistance strain gauge, its value will change (increase/decrease), and then through the corresponding measurement circuit convert the resistance to electrical signals (voltage or current), so as to complete the process of external force transform into electrical signals. The design of the weighing sensor is the change of resistance strain gauge is used to determine the small strain of elastic element, so as to use force, stress and strain the relationship between the area to determine the size of the force, then the force of the mass of the body. The change of the resistance strain gauge can be obtained through the subsequent processing circuit.Keywords: Weighing sensors, elastomer, resistance strain gauge目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内外发展动态 (1)2 传感器的相关知识 (3)2.1 传感器概念 (3)2.2 传感器的工作原理 (3)2.3 传感器的组成结构 (5)3 电阻应变片的相关知识 (7)3.1 电阻应变片的结构和工作原理 (7)3.2 电阻应变效应 (8)3.2.1 金属材料的电阻应变效应 (8)3.2.2 电阻—应变特性 (8)3.2.3 应变片测试原理 (9)3.3 电阻应变片的种类及材料 (10)3.3.1 电阻应变片的种类 (10)3.2.2 电阻应变片的材料 (12)3.4 金属应变片的主要特性 (13)4 电阻应变式力传感器的设计 (19)4.1 柱形应变式力传感器 (19)4.1.1 利用拉伸与压缩应力的称重传感器 (20)4.1.2 柱式称重传感器的误差来源 (22)4.2 梁式力传感器 (23)5 粘贴技术及稳定处理 (27)5.1 应变片粘贴技术 (27)5.1.1 粘结剂的选择 (27)5.1.2 应变计的粘贴 (27)5.2 弹性元件材料的稳定处理 (28)6 电阻应变式传感器的信号处理电路 (31)6.1 转换电路 (31)6.2 直流电桥 (31)6.3 电路图设计 (36)6.4 电路仿真 (36)参考文献 (39)致谢 (40)1 绪论1．1 课题研究的背景现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理技术，也就是传感技术、通信技术和计算机技术，它们分别构成了信息技术系统的“感官”、“神经”、“大脑”。
电阻应变片式传感器及应用
S
L
L L 2 S S S
L 应变： L 引入两个概念 D D 泊松比： L L
R L S R L S
2DD S S 4 4 S D 2 S D
R1 U U R1 1 2 R R1 2 4 R 1 R1 2R
R R1 1 1 R1 1 2R R1 0 2R
U o
U R1 4 R
以上说明：单臂工作时，输出电压与应变片电阻变化率之间是近
似的线性关系，实际上是非线性关系。这会带来非线性误差。
压阻式固态压力传感器
利用扩散工艺制作的四个 半导体应变电阻处于同一硅片 上，工艺一致性好，灵敏度相 等，漂移抵消，迟滞、蠕变非 常小，动态响应快。
压阻式固态压力传感器的隔离、承压膜片
隔离、承压膜片 可以将腐蚀性的气体、 液体与硅膜片 隔离开 来。
p 压阻式固态 压力传感器
内部结构
信号处 理电路
导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象， 称为电阻应变效应
金属应变片有:丝式和箔式 优点:稳定性和温度特性好. 缺点:灵敏度系数小.
应变效应：
受外力F作用 应力 L，S， R
dR dL L d L dS 对R按应力 求全微分得： 2 d S d S d S d
r r t t 若半导体只沿纵向受应 力，则 r E 式中： r t 纵向、横向压阻系数 E 半导体弹性模数
R (1 2 r E ) r E R
r t 纵向、横向应力 纵向应变
' ' R1' R1 1，R2 R2 1，R3' R3 1，R4 R4 1，
应变片式压力传感器.pptx
一、应变片压力传感器
1—应变筒； 2— 外 壳 ； 3—密封膜片
图1 应变片压力传感器示意图
谢谢大家！专业专注源自专心《化工仪表与自动化控制》
——应变片式压力传感器
工作单位：山东轻工职业学院
主讲：石飞
一、应变片压力传感器
应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。电阻应变片有金属和半 导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩（拉伸） 应变时，其阻值减小（增加），再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输 出，并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力 计。
应变片式压力传感器
CFBLY轮辐压力传感器就是一款应变片式压力传感器，其工作原理是运用了应变式，量程是200kg~100t之间，已经广泛应用于工业系统中力的测量和天车秤、轨道衡、料斗秤等各种称重、测力的工业自动化测量控制系统。
应变式压力传感器，从字面了解，其应变式是原理，其压力传感器是产品类型，而CFBLY轮辐压力传感器就是这样的一款传感器。
1、应变式原理
其内部基本构造一般是由敏感栅、基底、引线、盖片等组成。
敏感栅由直径为0.01-0.05mm、高电阻系数的细丝弯曲而成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。
敏感栅用粘合剂将其固定在基底上。
基底的作用应保证将构件上应变准确地传递到敏感栅上去。
因此它必须作得很薄，一般为
0.03-0.06mm，使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起。
2、压力传感器外形尺寸简图：
3、压力传感器主要量程型号：
蚌埠高灵传感系统工程有限公司在自主创新的基础上开发生产出力敏系列各类传感器上百个品种，各种应用仪器仪表和系统，以及各种起重机械超载保护装置，可以广泛应用于油田、化工、汽车、起重机械、建设、建材、机械加工、热电、军工、交通等领域。
公司除大规模生产各种规格的高精度、高稳定性、高可靠性常规产品外,还可根据用户具体要求设计特殊的非标传感器,以满足用户的特殊要求。
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力、压力传感器 电阻应变式传感器 电阻应变片的工作原理
2
k0
dR (1 2 )
R
几何尺寸
0
不变
dR dl 2dr d
R l r 弹
性
所以 dR d = E
模 量
R
压阻效应 系数
3.2.2 电阻应变片的工作原理
电阻应变片式传感器是利用了金属和半导体材料的“应变效应”的原理。
如图所示，当电阻丝受到拉力F时，其阻值发生变化。 材料电阻值的变化，一是受力后材料的几何尺寸变化；二是受力后材
料的电阻率也发生了变化。
以圆柱形导体为例，根据电阻的定义
电阻丝 截面积
电阻丝 电阻率
d
dR R
1
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
k0
金属材料的灵敏度系 数，表示单位应变所 引起的电阻相对变化， 主要取决于其几何效 应，一般取1.73.6
电阻丝几何尺寸 形变所引起的变 化——几何效应
材料的 轴向应变
对于金属导体， 当材料受力变 形时其导电率 不变，起主要 作用的是几何 效应。 所以：
0
d
dR R
1
R l l A r2
电阻丝 长度
电阻丝半径
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 的变化为 dl、dA、d ， ,相应的电阻变化为 dR 。
对式
R
l A
l
r2
全微分得
对于金属丝而言， 变形前后的体积
dR R
dl l
2dr r
d
是不变的，即径
向收缩与轴向伸 长成一定的比例 关系：
dr dl
r
l
泊松比--即横向收 缩与纵向伸长之比
轴向 应变
材料的电阻率ρ 随应变所引 起的变化——“压阻效应”。 这是由于材料发生变形时， 其自由电子的活动能力和数 量均发生了变化的缘故。
四种压力传感器的基本工作原理及特点
四种压力传感器的基本工作原理及特点四种压力传感器的基本工作原理及特点一：电阻应变式传感器一：电阻应变式传感器1 1电阻应变式传感器定义被测的动态压力作用在弹性敏感元件上，被测的动态压力作用在弹性敏感元件上，使它产生变形，使它产生变形，在其变形的部位粘贴有电阻应变片，电阻应变片感受动态压力的变化，电阻应变片感受动态压力的变化，按这种原理设计的传感器称按这种原理设计的传感器称为电阻应变式压力传感器。
为电阻应变式压力传感器。
1.2 电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片。
箔式应变片是以厚度为0.002——0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料，，箔栅宽度为0.003——0.008mm 。
丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝(直径0．015--0．05mm)，平行地排成栅形(一般2——40条)，电阻值60——200 Ω，通常为120 Ω，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即制成了纸基的电阻丝式应变片。
制成了纸基的电阻丝式应变片。
测量时，测量时，用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于待测的弹性敏感元件表面上，待测的弹性敏感元件表面上，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，电阻片电阻片也跟随变形。
如下图所示。
B 为栅宽，L 为基长。
为基长。
材料的电阻变化率由下式决定：材料的电阻变化率由下式决定：d d d R A R A r r=+ （1） 式中；式中；R —材料电阻由材料力学知识得；由材料力学知识得； [(12)(12)]dRR C K m m e e =++-= (2) K —金属电阻应变片的敏感度系数式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数，将微分dR 、dL 改写成增量ΔR 、ΔL,可得可得 R L K K R Le D D == (3) 由式(2)可知，可知，当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形ε,而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出，从而得到了ΔR 的变化，也就得到了动态压力的变化，基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。
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湖南科技大学传感器课程设计题目作者学院机电工程学院专业测控技术与仪器学号指导教师二〇一七年六月十日应变式传感器应用广泛，很多地方都得以应用，而本次课程设计的重点是设计一个应变片柱式传感器用来称重。
研究的重点是传感器的基本原理，其中包括基本的理论分析、弹性元件的选材、弹性元件的尺寸设计、应变的选材、应变校验等。
课程设计的内容包括：掌握和了解相关传感器的基本测量方法和研究动态、制定传感器测量方案、进行必要的理论计算分析、用CAD对传感器结构及零件进行设计、对转换电路进行计算和设计等。
关键词：圆柱式、应变片、称重、形变一、工作原理及特点——————————————————11、工作原理————————————————————————12、测量特点————————————————————————1二、柱式传感器结构设计————————————————21、弹性元件材料的选定及要求————————————————22、弹性元件材料的处理———————————————————33、几种应变片的比较及选定—————————————————34、应变片材料的选定及要求—————————————————4三、相关理论分析———————————————————61、弹性敏感元件的特性参数计算———————————————62、应变片参数的计算————————————————————73、弹性元件变形与应变片电阻值关系—————————————7四、电路的设计————————————————————9参考文献—————————————————————10一、工作原理及特点一、 工作原理基本测量原理是将被测的非电量转换成电阻值的变化。
也就是利用金属的电阻应变效应(金属丝在受外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化)将测量物体变形转换城电阻值的变化，再由转换电路变成点亮的输出。
引起的电阻阻值变化ΔR ，伸长量Δl ，电阻率变化量Δρ，横截面积相应减少量ΔS ；则有：ρρ∆+∆-∆=∆S S l l R R （1-1） 式中的Δl /l 为电阻式的轴向应变，用ε表示，径向应变为Δr/r ，电阻丝的纵向伸长和横向收缩关系用泊松比μ表示为Δr/r=-μ(ΔL/L )()ερρμ021k l l R R =∆++∆=∆ （1-2） 式（1-2）中，k 0称为金属电阻的灵敏系数，k 0受两个因素影响：一个是（1+2μ），它由材料的几何尺寸决定；另一个是Δρ/(ρε)，它表示材料的电阻率ρ随应变而变化。
对金属材料而言，前者为主，其k 0≈1+2μ。
实验表明，在金属电阻丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与横向应变成正比。
通常金属丝的灵敏系数k 0 = 2左右。
二、 测量特点以电阻应变片和敏感元件组成。
将电阻应变片粘贴在弹性敏感元件上，当弹性敏感元件在测量时其表面会出现变形，导致其表面附着的电阻应变片的阻值随之变化，与之相应的测量转换电路将这一非电量的变化转化为电量输出。
该类型传感器具有以下特点：①精度高，测量范围广，适合静态和动态测量； ②使用寿命长，性能可靠稳定； ③结构简单，尺寸小。
二、柱式传感器结构设计柱式传感器的弹性元件分为实心和空心。
应变片粘贴在弹性体外壁应力均匀的中间部分，并均匀对称地粘贴多片。
因为弹性元件的高度对传感器的精度和动态特性有影响。
根据材料力学分析和试验研究的结果，对实心圆柱，一般H≥2D+l，而空心圆柱一般取H≥D-d+l，式中H为圆柱体高度，D为圆柱外径，d 为空心圆柱内径，l为应变片基长。
柱式传感器结构简单，可以测量大的拉压力，最大可达107N。
在测103 ~105N 时，为了提高变换灵敏度和抗横向干扰，一般采用空心圆柱式结构。
一、弹性元件材料的选定及要求弹性形变的定义：是指固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体又恢复原状谓之"弹性形变"。
这种物体称为弹性元件或弹性体。
弹性敏感元件在传感器中占据很重要的地位。
在传感器工作过程中，一般是由弹性敏感元件将非电量转换成弹性元件的形变，然后配合转换电路转换成电量。
所以说弹性元件在传感器中应用是十分广泛的。
为了适合本课程设计的要求，对弹性材料提出以下要求：①具有高强度、高弹性特性;②温度变化系数小、热膨胀系数小、时间稳定性好;③具有小的弹性滞后;④组织均匀，热处理后的残存应力小;⑥冲击韧性好，加工工艺性好;⑦具有抗氧化性。
参照新编传感器手册得下表：根据应变式传感器的使用特性和性能指标，本次设计采用17-4PH不锈钢作为弹性元件的制作材料。
主要是因为该材料具有以下特点：合金是沉淀、淬水、马氏体的不锈钢，且具有高强度、硬度和抗腐蚀等特性经过热处理后，材料的特性将更加完善。
二、弹性元件材料的处理为了提高弹性材料的强度和韧劲，要进行热处理。
对17-4PH不锈钢进行H900热工艺处理：1、预热，加热温度：850±10℃，保温时间：35±5min。
2、固溶，加热温度：1040±5℃，保温时间：80±5min；真空度：1～30Pa；油冷，油温：25～70℃，油中停留时间：10±2min。
3、清洗，将零件浸入80～100℃的清洗槽①中清洗20～30min，出槽后浸入20～40℃的漂洗槽②中漂洗2～5min，出槽后晾干或吹干。
4、时效，加热温度：480±5℃，保温时间：250±10min，空冷到室温。
之后采用反复加载和机械振动的方法，可以释放材料内部的应力三、几种应变片的比较及选定1、金属丝式应变片金属丝式应变片有回线式和短接式两种。
回线式应变片它的敏感栅丝直径在0.012 ~ 0.05mm，以0.025mm左右为最常用，回线的曲率半径r为0.1~0.3mm，基片用厚度为0.03mm左右的薄纸（称纸基），或用粘结剂和有机树脂基膜制成（称胶基），粘贴性能好，能保证有效的传递变形。
引线多用0.15~0.30mm直径的镀锡铜线与敏感栅相接。
因制作简单，性能稳定，成本低，易粘贴，所以最为常用。
但因弯曲部分的变形使横向效应增大。
为了克服横向效应，有短接式应变片。
其两端用直径比栅丝直径粗5 ~10倍的镀银丝短接而成。
由于焊点多，易在焊点处出现疲劳损坏，制造工艺要求高，故使用较少。
丝式应变片敏感栅的材料的要求是：灵敏系数高，电阻率高，稳定好，温度系数小，机械强度高，抗氧化，耐腐蚀。
常用的材料有锰白铜（亦称康铜），镍铬合金，镍铬铝合金，铁镍铬合金以及贵金属（铂、铂钨合金）等。
2、金属箔式应变片金属箔式应变片是在绝缘基底上，将厚度为0.003 ~ 0.01mm电阻铂材，利用照相制版或光刻腐蚀的方法，制成适用于各种需要的形状。
它的优点是：①可以制成多种复杂形状尺寸准确的敏感栅，栅长l最小可做到0.2mm，以适应不同的测量要求；②与被测试件接触面积大，粘结性能好。
散热条件好，允许电流大，提高输出灵敏度；③横向效应可以忽略；④蠕变、机械滞后下，疲劳寿命长。
目前箔式应变片得到了广泛应用，现在已基本取代金属丝电阻应变片。
它的主要缺点是电阻值的分散性大，有的能相差几十欧姆，故需要做阻值调整。
3、金属薄膜应变片金属薄膜应变片是薄膜技术发展的产物。
它是采用真空蒸发或真空沉积等方法在薄的绝缘基片上形成厚度在0.1μm以下的金属电阻材料薄膜敏感栅，最后再加上保护层，易实现工业化批量生产，是一种很有前途的新型应变片。
这种应变片的特点是：电阻值比箔式应变片高，形状和尺寸箔式应变片更小更精确；他没有箔式应变片腐蚀所引入疵病；制成的结构散热性好，对于较宽的温度范围也可以达到较完善的补偿；特别是近年激光调阻技术的发展，提高了电阻值的精度，可达0.01％。
尤其突出的是：陶瓷绝缘代替了胶接，既避免了复杂的分选和粘贴技术，而且对胶接法所引入的漂移、蠕变、疲劳弱点都有很大的克服。
4、半导体应变片利用半导体材料做成的压阻式传感器有两种类型：一种是利用半导体材料的体电阻做成的粘贴式应变片；另一类是在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成扩散电阻，称扩散型压阻传感器。
压阻传感器的灵敏系数大，分辨率高，频率响应高，体积小。
它主要用于测量压力、加速度和载荷等参数。
因为半导体材料对温度很敏感，因此该类传感器的温度误差较大，必须要有温度补偿。
对于金属箔式应变片，横向效应较小，因而提高了应变测量的精度，故允许通过较大的电流，因而可以有较大的输出，提高了测量灵敏度。
综合一些金属箔式应变片的优点，和考虑到工艺技术的有限及性价比问题，该次设计采用金属箔式应变片。
四、应变片材料的选定及要求1、敏感栅材料制造应变片时，对敏感材料的要求：①灵敏系数K s和电阻率ρ要尽可能高而稳定，电阻变化率ΔR/R与机械应变ε之间应具有良好而宽广的线性关系，即要求K s在很大范围内为常数；②电阻温度系数小，电阻——温度之间的线性关系和重复性好；③机械强度高，碾压及焊接性能好，与其他金属之间接触热电势小；④抗氧化、耐腐蚀性能强，无明显机械滞后。
制作应变片敏感栅常用的材料有康铜、镍铬合金、铁铬铝合金、铁镍铬和金、贵金属（铂、铂钨合金）材料等，材料性能见下表：基于上述材料的性能比较分析，选用镍铬合金作为敏感栅材料。
2、应变片基底材料及引线材料对基底材料性能有如下要求：①机械强度好，挠性好；②粘贴性能好；③电绝缘性能好；热稳定性能好和抗湿性好；⑤无滞后和蠕变。
应变片基底材料有纸和聚合物两大类，纸基逐渐被胶基（有机聚合物）取代，因为胶基各方面性能都好于纸基。
胶基是由环氧树脂、酚醛树脂和聚酰亚胺等制成胶膜，厚约0.03~0.05mm。
引线材料采用镍铬合金材料。
三、相关理论分析计算一、弹性敏感元件的特性参数计算柱式弹性元件的特点是结构简单，可承受很大的载荷，根据截面形状可分为实心截面和空心截面，而本次课程设计采用空心截面。
在力的作用下，它以应变作为输出量。
在承受轴向作用力F 时，在与轴线成α角的截面上所产生的应变、应力为()αμασα22sin cos A —F=（3-1）()αμαεα22sin cos AE—F= （3-2）因此在轴向（α=0）所产生的应力、应变为A F=α （3-3）AEF=ε （3-4） 横向（α=90）所产生的应力、应变为A Fμα—= （3-5）AEFμε—= （3-6） 有查表得知，弹性元件17-4PH 不锈钢的屈服极限σs=1850MPa ，，若取安全系数n=3.7，可求弹性元件的许用应力[]a 500nsMP ==σσ弹性元件空心圆柱的截面面积[]225-6maxmm 10m 101a105005000=⨯=⨯=≥P N F A σ 空心圆柱的内径和外径的确定。
考虑构建的稳定性以及加工的难易程度，还有对于金属箔式应变片在外径上的粘贴情况，使贴片部分应力均匀，空心圆柱长度L=（2~2.5）D ，现取内径d=20mm ；mm 32.20d A4D 2≈+≥π为保证圆柱加工的简单，适当调整D 的大小，取D=25mm ，取L=2D=50mm 重新计算空心圆柱截面面积：()()2222217771.176202544mm d D A ≈≈-=-=ππ综上所述，最终选取17-4PH 不锈钢制成空心圆柱的内径d=20mm ，外径D=25mm ，圆柱的高度L=50mm ，截面面积A=177mm 2。