应变片（有时称为应变计）是非常有用的测量工具，通常是因为它们的灵敏度。作为证据，应变片通常用作精密称重传感器中的传感元件，这是可用的最精确的“负载”测量仪器，可追溯到美国 NIST 等管理标准委员会。
在 Binsfeld，我们在 TorqueTrak 产品中使用应变片，以确保准确测量旋转轴上的扭矩。使用应变片的额外好处是它们可以应用于任何轴并且不需要轴修改。但究竟什么是应变片，它们是如何工作的？要真正了解应变片是什么以及它测量什么，首先要对应变有一个明确的定义，这一点很重要。
什么是应变？
当外力（如压力、旋转、热量等）作用于静止物体时，会产生应力和应变。应变是发生的物理位移和变形，而应力被定义为物体的内部阻力。 应变可以是正的（由于物体的伸长）或负的（压缩，由于物体的收缩）。图 1 显示了一个由力引起的正应变的简单示例。当力拉长方形部分时，它会变长。
图 1. 正应变
什么是应变片？
应变片用于测量给定物体上的应变量。在其最基本的形式中，应变片将尺寸变化转换为电阻变化。机械应变与电阻的比率就是所谓的应变计系数，它特定于所用应变计的类型/批次。应变片可用于感知膨胀和收缩，并产生正或负信号以区分两者。
应变片如何工作？
通常，应变片使用以网格图案排列的非常细的线或金属箔。应变片金属网格的电阻与物体承受的应变量成比例变化，为操作员提供清晰、准确的应变测量，例如 物品被拉伸或扭曲的程度。
根据所测量的参数，应变片有许多不同的形状、尺寸和图案。为扭矩测量而设计的应变片如下所示。
图 2. 扭矩模式应变片示例。
应变片如何感知扭矩
为扭矩测量而设计的应变片使用惠斯通电桥模式，这是一个配置在菱形原理图中的四元件电路。
图 3. 惠斯通电桥图。
将激励电压 (Vex) 施加到应变片上，并测量感应电压 (Vo) 作为量具的输出。随着每个臂的电阻变化（由于感应应变），输出电压也根据以下等式变化：
输出电压测量值 (Vo) 可以通过包含轴属性的计算或通过静重校准与扭矩读数相关联。
在测量轴上的扭矩时，安装扭矩型应变片以捕捉惠斯通电桥四个主动臂上的最大应变至关重要。 如果安装正确，惠斯通电桥的两个臂会承受最大的拉伸应变，而另外两个臂会承受最大的压缩应变。来自应变测量的电阻值用于得出上面计算的电压（以及最终的扭矩）值。
图 4. 应变片如何感应扭矩。
由于应变片直接安装在物体或试样上，因此在测量旋转轴上的扭矩时，它们可提供异常准确的实时结果。 值得注意的是，应变片的安装可以非常简单，尽管正确完成安装对于测量至关重要。（有关简单的分步说明，请参阅我们的应变片安装视频。）
应变片技术可以在旋转轴上提供出色的扭矩测量数据。有关应变片或测量旋转轴扭矩的更多信息，请查看我们的博客或立即联系 Binsfeld 团队的一位成员。