目前可以提供的應變片具有較寬的零應變電阻選擇范圍，可以選擇的傳感器材料和相關技術也非常廣泛，但在大量應用中主要采用了幾類數(shù)值(如120Ω和350Ω)。過去，標準值很容易實現(xiàn)與基本磁反射計的連接，這些反射計含有匹配輸入阻抗網絡，從而簡化了應變測量。
應變片的類型和組成
金屬應變片的生產采用了一定數(shù)量的合金，選擇較小的應變片和應變材料溫度系數(shù)差。鋼、不銹鋼和鋁成為主要的傳感器材料。也可以使用鈹銅、鑄鐵和鈦，“大部分”合金推動了溫度兼容應變片的大批量低成本生產。350Ω銅鎳合金應變片是最常用的。厚膜和薄膜應變片具有可靠和易于生產的特性，適用于汽車行業(yè)，其生產一般采用陶瓷或者金屬基底，在表面沉積絕緣材料。通過汽相沉積工藝將應變片材料沉積在絕緣層的表面。采用激光汽化或者光掩模和化學刻蝕技術在材料上刻出傳感片和連接線。有時會加入保護絕緣層，以保護應變片和連接線。應變片材料一般包括專用合金，以產生所需的應變片阻抗、阻抗壓力變化，以及(出于溫度穩(wěn)定性)傳感器和基本金屬之間的最佳溫度系數(shù)匹配等。針對該技術開發(fā)了標稱3～30kΩ的應變片和電橋電阻，用于生產壓力和力傳感器。
電橋激勵技術
應變片、薄膜和厚膜應變片傳感器一般采用惠斯通電橋?；菟雇姌驅兤瑧儺a生的電阻轉換為差分電壓如圖1所示。+Exc和-Exc終端加上激勵電壓后，+VOUT和-VOUT終端上出現(xiàn)與應變成正比的差分電壓。
在半有源惠斯通電橋電路(如圖2所示)中，電橋只有兩個元件是應變片，它們響應材料中的應變。這種配置的輸出信號(滿量程負載一般為1mV/V)是全有源電橋的一半。
另一種全有源電橋電路如圖3所示采用了四片以上有源350Ω應變片。特征電橋電阻是350Ω，輸出靈敏度是2mV/V，應變片在較大范圍內采用了應變材料。
圖1 惠斯通電橋配置中連接的應變片
圖2 半有源惠斯通電橋配置中連接的應變片
圖3 一種16應變片惠斯通電橋配置
溫度對傳感器性能的影響
溫度導致零負載輸出電壓漂移(也稱為失調)，在負載情況下使靈敏度出現(xiàn)變化(也定義為滿量程輸出電壓)，對傳感器性能有不利的影響。傳感器生產商在電路中引入溫度敏感電阻，補償這些變化的一階影響，如圖3所示。當溫度變化時，電阻RFSOTC和RFSOTC_SHUNT調制電橋激勵電壓。一般而言，RFSOTC材料有正溫度系數(shù)，電橋激勵電壓隨溫度升高而降低。隨著溫度的提高，傳感器輸出對負載越來越敏感。降低電橋激勵電壓能夠減小傳感器輸出，有效地抵消內在溫度效應。電阻RSHUNT對溫度或者應變不敏感，用于調整RFSOTC產生的TC補償量。0Ω的RSHUNT能夠抵消RFSOTC的所有影響，而無限大的值(開路)將使能RFSOTC的所有影響。該方法補償一階溫度靈敏度的效果非常好，但是不能解決更復雜的高階非線性效應。通過在電橋的一臂上插入溫度敏感電阻來完成失調變化的溫度補償。這些電阻如圖3所示的ROTC_POS和ROTC_NEG。分流電阻(ROTC_SHUNT)調整ROTC_POS或者ROTC_NEG引入的溫度影響量。使用ROTC_POS或者ROTC_NEG取決于失調是正溫度系數(shù)還是負溫度系數(shù)。
