应变

应变

定义

应变（Strain）是描述物体受力后相对形变程度的物理量。对于一维拉压变形，线应变定义为长度变化量与原长度之比：

其中 $\Delta L$ 为长度变化，$L$ 为原始长度。正应变表示拉伸（正值），负应变表示压缩（负值）。对于剪切变形，切应变定义为角度的变化量（单位弧度）。

作用

在电阻式传感器中，应变是连接力学量与电学量的桥梁。当弹性元件（如悬臂梁、膜片）受力产生应变时，粘贴在其表面的应变片随同变形，其电阻值发生变化。通过测量电阻变化，即可推算出应变大小，进而得到施加的力、压力或位移。

工程理解

实际应用中，应变通常非常微小（10^-6~10^-3量级），因此常采用微应变（με，即10^-6）作为单位。例如，钢梁承受载荷时，表面某点的线应变可能只有数百微应变。应变片的灵敏度用灵敏系数 $k$ 表示，定义为电阻相对变化与应变之比：

式中 $\Delta R/R$ 为电阻相对变化，$k$ 由应变片材料和几何形状决定（通常约为2）。
理解应变的核心在于：它既是材料的力学响应，又是电信号的驱动源，在传感器设计中必须精确计算或标定应变分布，以确保测量精度。