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之前在做平衡車的時(shí)候，有一個(gè)提起車輛的檢測需要，使用的是應(yīng)變片，我們把它貼在車體的中間部位，當(dāng)車輛提起，兩段的輪子重力向下，于是在中間提手的位置就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形，如此一來，我們就可以檢測到車輛被提起了。

不過，從現(xiàn)在對(duì)應(yīng)變片的了解看來，當(dāng)時(shí)雖然實(shí)現(xiàn)了功能，對(duì)于應(yīng)變片的應(yīng)用真的是屬于瞎用，用的一點(diǎn)都不好，也不對(duì)，功能的實(shí)現(xiàn)純屬于瞎貓碰見死耗子了。

所以，為了彌補(bǔ)知識(shí)的欠缺，還是得從頭學(xué)習(xí)一下應(yīng)變片及其檢測的相關(guān)知識(shí)。

應(yīng)變片，也稱為應(yīng)變計(jì)，它是疲勞測量和材料測試的關(guān)鍵工具。無論是在結(jié)構(gòu)耐久性測試，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控, 還是各種儀器儀表，傳感器生產(chǎn)制造上面，都有廣泛的應(yīng)用，對(duì)于我們普通人，接觸最多的就是體重秤。這玩意從大到飛機(jī)機(jī)翼疲勞試驗(yàn)、小到印刷電路板應(yīng)變測試，再到橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測和殘余應(yīng)力分析，幾乎涵蓋了所有關(guān)于材料應(yīng)力水平測定場景。

他的原理其實(shí)非常簡單，就是利用的金屬材料的阻性原理，有一些材料的電阻和他的體積成線性關(guān)系，比如我們把一跟金屬絲拉長，那么他的電阻值就會(huì)相應(yīng)的變大，因?yàn)榻饘俳z變長變細(xì)了，可以理解為電流的通道變窄了，于是內(nèi)阻變大了。這個(gè)很容易理解。

于是，我們講這樣的金屬絲轉(zhuǎn)換為一些印制線，印刷在板子上面，但是FR4的PCB板肯定不行，F(xiàn)R4本身有硬度，所以需要軟板的材質(zhì)，這里其實(shí)是聚酰亞胺膜，其實(shí)就是高溫膠帶不帶膠。為了讓電阻變化更明顯，同時(shí)縮小傳感器的體積，我們可以講更長的金屬線走成蛇形，一舉兩得。放大了看，它就變成了這個(gè)樣子。

應(yīng)變片的選擇有很多參數(shù)，最重要的就是他的電阻，也就是在靜止?fàn)顟B(tài)下，這條金屬絲呈現(xiàn)的電阻，因?yàn)槲覀円獧z測它的組織變化，初始狀態(tài)下，它肯定有一個(gè)初始的阻值，當(dāng)它被拉長或者壓縮，這個(gè)阻值會(huì)隨之變大或者變小。

這個(gè)初始阻值一般會(huì)在120R ~ 1K之間，這樣的范圍肯定是綜合了尺寸，精度，功耗等各方面的因素，因此我們在選擇應(yīng)變片的時(shí)候要注意他的這個(gè)阻值，下面是選型時(shí)的考量。

其次，我們還要關(guān)注應(yīng)變片的幾何尺寸，應(yīng)變片可是花花哨哨的，不像我們上圖那樣工工整整，因?yàn)槲覀兊慕Y(jié)構(gòu)件形變的樣式也是五花八門，因此我們需要各種各樣的應(yīng)變片花去對(duì)應(yīng)。這里簡單列舉：

可能看到這，有些懵，不怕，我們慢慢來研究它。

假如，我們想檢測一個(gè)力，我們設(shè)定一個(gè)場景。

如上圖所示，我們固定標(biāo)號(hào)1的位置，然后從標(biāo)號(hào)2的位置向下施加一個(gè)力，那么這個(gè)藍(lán)色的物理表面一定會(huì)有微型應(yīng)變，目前我們的物理學(xué)肯定還找不到向水滴那樣堅(jiān)硬的物質(zhì)吧。

所以，我們貼在上面的應(yīng)變片一定是橫向拉絲的，否則電阻變化就不足夠大了。所以基于這樣的原理，我們首先需要明確我們要測量的力，然后根據(jù)力和固定點(diǎn)去仿真推測結(jié)構(gòu)件的變形方向，然后我們就可以去選擇應(yīng)變片的花樣了。

第三個(gè)參數(shù)就是應(yīng)變片的引出線，最常見的其實(shí)是已經(jīng)引出線纜的，這種一般是使用漆包線印出來，好處是使用起來靈活，粘貼到某個(gè)部位后，職級(jí)把引線焊接到PCB板上就行。但是直接出焊盤的就需要注意，我們焊接后，板子在加載時(shí)有移動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)是，這個(gè)加載卸載的過程會(huì)影響到我們的應(yīng)變片，所以我們可以變通一下，如下圖這樣引出焊盤。