電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理是什么

發(fā)布時(shí)間：2025-11-29 | 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理

電阻應(yīng)變片是一種常用的應(yīng)力感應(yīng)元器件，在電子秤、體脂秤等稱(chēng)重產(chǎn)品中應(yīng)用比較廣泛，如小米和華為的體脂秤都是用電阻應(yīng)變片來(lái)測(cè)量的，將重量的變化轉(zhuǎn)化成電阻值的變化，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電壓的變化。將電阻應(yīng)變片加上合適的結(jié)構(gòu)件外殼后即成為應(yīng)變感應(yīng)傳感器，應(yīng)變片的實(shí)物圖如下圖所示。

應(yīng)變片用來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，為了更加精確的測(cè)量電阻的變化，一般會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)惠斯通電橋電路，該電路由四個(gè)電阻構(gòu)成，其中三個(gè)是參數(shù)計(jì)算好的定值電阻，另外一個(gè)是應(yīng)變片。電路如下：

在初始狀態(tài)下，R1R3的乘積與R2R4的乘積相等，所以所檢測(cè)到的電壓差為零。當(dāng)外界應(yīng)力發(fā)生變化后，應(yīng)變電阻R4的阻值發(fā)生變化，平衡被打破，檢測(cè)到電壓差。

假設(shè)電壓為VCC，流過(guò)R1和R2的電流假設(shè)是I1，流過(guò)R4和R3的電流假設(shè)是I2，則電流的計(jì)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(guò)以上計(jì)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(shù)值后即可被單片機(jī)采樣得到，從而計(jì)算出重量值，即實(shí)現(xiàn)了重量的檢測(cè)。