电阻应变计
电阻应变计（Electrical Resistance Strain Gauges）
应力/应变测量原理：通过导电材料在被拉伸时电阻的变化来获取应力或应变信息。
优点：
一、技术性能优点：
- 测量精度高，分辨率极高
- 尺寸小，重量轻
- 优异的频率响应
- 测量范围大
二、应用实践优点：
- 种类繁多，适用性极广
- 价格相对低廉，性价比高
- 技术成熟，可靠性高
局限性：
- 只能测量表面应变，无法进行全场应变测量
- 安装工艺要求高
- 易受温度影响
- 输出信号微弱
- 通常为一次性使用
- 最大延伸能力通常限制在约20%
- 完整应力状态需进行三向测量
典型应用：
- 工程部件与结构的应力分析
- 作为多种传感器的敏感元件
基本工作原理
1.核心原理：电阻应变效应
电阻应变效应是指：导体或半导体材料在发生机械变形（伸长或缩短）时，其电阻值会发生相应改变。
电阻应变计就是将机械构件上的应变（微小变形）转换成为电阻变化的敏感元件。
2.工作原理的定量分析
一根金属丝的电阻（R）由其材料性质和几何形态共同决定，公式为： $R = \rho \frac{L}{A}$ 其中：
- $R$ = 电阻值
- $\rho$ = 材料的电阻率
- $L$ = 导体的长度
- $A$ = 导体的横截面积
当金属丝受到外力拉伸或压缩时，其长度 $L$、横截面积 $A$ 和电阻率 $\rho$ 都会发生变化，从而导致电阻 $R$ 的变化。
电桥配置说明
四分之一桥（Quarter Bridge）：
若主应变方向已知，只需一枚应变计对准该方向并接入电桥一臂，其他三臂由测量设备提供。此配置适用于三线接法以减少电缆误差。
应变花（Rosette）：若主应变方向未知，应使用带有3个不同方向测点的应变花，通过各测点的读数及其相对角度，计算主应变大小和方向。
半桥（Half Bridge）:
半桥使用两个应变片，另外两个电阻分别为精密电阻。相比于1/4桥，半桥可以做相关补偿，测量精度有了明显提高。
全桥（Full Bridge）：在传感器中，通常四个桥臂均为有源应变计，布置在传感元件上，使各电阻变化相互叠加，提高信噪比和灵敏度。
信号调理系统
由于应变信号微弱，必须使用信号调理器进行放大和处理。市场上有从小型便携设备到多通道大型系统，适用于静态和动态测量的各种方案。
一个完善的调理系统应具备以下功能：
- 可完成四分之一桥和半桥的内部连接
- 稳定精确的激励电源
- 初始偏差的平衡/调零功能
- 并具备旁路校准（shunt calibration）和信号滤波功能
电阻应变计因其成熟度与灵活性，仍是工业界最常用的应变测量方案之一。
更多应用
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