19.2.1  压力传感器的工作原理

本系统的设计采用电阻应变式传感器，它是通过电阻的应变效应原理制作而成。应变式传感器是很常见的一种压力传感器，应用领域很广，其核心器件是电阻应变片。应变式传感器的结构简单、重量轻、性能稳定、灵敏度高、价格便宜，使用起来非常方便。

电阻应变式传感器的工作原理是在外力作用下形变金属片发生机械形变的情况下，由于形变金属丝的横截面积变小，根据电阻阻值计算公式，此时的电阻发生了变化，这种效应称为电阻应变效应。电阻值的计算如下：

一条长度为L，横截面积为S，电阻率为ρ的形变金属丝导体电阻为R=ρ（L/S）。在形变金属丝受到外力F作用时，金属丝的长度伸长ΔL，横截面积减少ΔS，金属丝导体的电阻率因材料发生形变等因素的影响也发生了相应的变化，从而使金属丝的电阻发生变化。

通常情况下导体的灵敏系数定义为一个单位的外力所引起的电阻值变化，在物理层次的意义是一个单位外力所引起的电阻相对变化量。灵敏系数受材料受力后引起的机械形变程度和电阻率变化程度的影响，如图19-1所示。

图19-1 材料形变原理