應(yīng)變片是測力傳感器的核心部件，應(yīng)變片主要有金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種，我們來講一講兩種應(yīng)變片的工作原理與區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)。金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是利用導(dǎo)體形變引起阻值的變化（金屬應(yīng)變效應(yīng)）；而半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體電阻率變化引起電阻的變化（壓阻效應(yīng))
金屬應(yīng)變片的優(yōu)點(diǎn)包括：制作方便，溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性好等；主要缺點(diǎn)：靈敏度低，橫向效應(yīng)等；
半導(dǎo)體應(yīng)變片的優(yōu)點(diǎn)包括：靈敏度高，機(jī)械滯后小，橫向效應(yīng)小和體積小等；主要缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性差、靈敏度系數(shù)非線性大。
金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上的不同在于電阻變化的原因不同：
金屬應(yīng)變片是導(dǎo)體的形狀變化從而引起阻值相應(yīng)的變化。
半導(dǎo)體應(yīng)變片是半導(dǎo)體的電阻率發(fā)生變化從而引起電阻相應(yīng)的變化。
金屬電阻應(yīng)變片是利用金屬材料電阻值隨受力情況發(fā)生變化的特性來測量物體的形變程度。具體來說，當(dāng)外力作用于金屬電阻應(yīng)變片時，其電阻值會發(fā)生微小變化，通過檢測電阻值的變化就可以計(jì)算出物體的形變程度。金屬電阻應(yīng)變片適用于測量較小的形變范圍，例如彈性形變。
半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料在力的作用下發(fā)生形變時，其電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的特性來測量物體的形變程度。具體來說，當(dāng)外力作用于半導(dǎo)體應(yīng)變片時，其電學(xué)特性會發(fā)生微小變化，通過檢測這種變化就可以計(jì)算出物體的形變程度。與金屬電阻應(yīng)變片不同，半導(dǎo)體應(yīng)變片適用于測量較大的形變范圍，例如塑性形變。
（1）力傳感器金屬電阻應(yīng)變片通常由線性變化的導(dǎo)體材料制成，如常見的銅、錫、鎳等。這些導(dǎo)體材料被夾在兩個絕緣基底之間并維持一定的張力，以確保應(yīng)變片使用時可以以線性方式響應(yīng)外力的變化。除了導(dǎo)體和絕緣材料，應(yīng)變片還包括導(dǎo)線連接器，并可能帶有電路板、保護(hù)外殼或傳感器等附屬部件。金屬電阻應(yīng)變片能將機(jī)械構(gòu)件上應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化。電阻應(yīng)變片是由Φ=0.02-0.05mm的康銅絲或鎳鉻絲繞成柵狀(或用很薄的金屬箔腐蝕成柵狀)夾在兩層絕緣薄片中(基底)制成。用鍍銀銅線與應(yīng)變片絲柵連接，作為電阻片引線。電阻應(yīng)變片有多種形式，常用的有絲式和箔式。
（2）利用半導(dǎo)體單晶硅的壓阻效應(yīng)制成的一種敏感元件，又稱半導(dǎo)體應(yīng)變片。壓阻效應(yīng)是半導(dǎo)體晶體材料在某一方向受力產(chǎn)生變形時材料的電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象(見壓阻式傳感器)。半導(dǎo)體應(yīng)變片需要粘貼在試件上測量試件應(yīng)變或粘貼在彈性敏感元件上間接地感受被測外力。利用不同構(gòu)形的彈性敏感元件可測量各種物體的應(yīng)力、應(yīng)變、壓力、扭矩、加速度等機(jī)械量。
（3）半導(dǎo)體應(yīng)變片與電阻應(yīng)變片相比，具有靈敏系數(shù)高(約高 50~100倍)、機(jī)械滯后小、體積小、耗電少等優(yōu)點(diǎn)。P型和N型硅的靈敏系數(shù)符號相反，適于接成電橋的相鄰兩臂測量同一應(yīng)力。早期的半導(dǎo)體應(yīng)變片采用機(jī)械加工、化學(xué)腐蝕等方法制成，稱為體型半導(dǎo)體應(yīng)變片。它的缺點(diǎn)是電阻和靈敏系數(shù)的溫度系數(shù)大、非線性大和分散性大等。這曾限制了它的應(yīng)用和發(fā)展。自70年代以來，隨著半導(dǎo)體集成電路工藝的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)擴(kuò)散型、外延型和薄膜型半導(dǎo)體應(yīng)變片，上述缺點(diǎn)得到一定克服。半導(dǎo)體應(yīng)變片主要應(yīng)用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、車輛、船舶、機(jī)床、橋梁等各種設(shè)備的機(jī)械量測量。
