KYOWA共和半导体应变片KSPB-2-120-E3的工作原理

核心的压阻效应转化应变与电阻变化

该应变片的敏感栅采用 P 型硅半导体材料制成，而半导体材料存在显著的压阻效应，即当它沿特定轴向受到外力作用产生机械应变时，其内部晶格结构会发生畸变，进而导致电阻率产生明显变化。使用时将应变片粘贴在被测工件表面，工件受力变形时会带动应变片同步产生拉伸或压缩应变，此时 P 型硅敏感栅的电阻率随应变改变，结合其几何尺寸的微小变化（相比压阻效应影响可忽略），最终使应变片的整体电阻值发生规律性变化。比如被测钢材受拉力拉伸时，应变片同步伸长，敏感栅电阻率改变，电阻值随之上升；受压力压缩时，电阻值则相应下降。

电路测量转化电阻变化为电信号

实际应用中会将该应变片接入惠斯通电桥电路。因应变片电阻值的变化量与被测工件的应变大小呈正比关系，在电桥接入稳定电源后，电阻的变化会打破电桥原本的平衡状态，使电桥输出与电阻变化量对应的电压信号。且该应变片标称电阻为 120Ω，这种规格适配常规测量电路，能让电压信号的变化更稳定、易检测，方便后续仪器捕捉信号。

双元件结构实现温度补偿保障精度

半导体材料的电阻率对温度极为敏感，环境温度变化易引发应变片电阻异常变化，这种变化与工件应变无关，会造成测量误差。而 KSPB 系列应变片包含双元件结构，可通过相关设计形成类似半桥的补偿机制（同系列 F2 型明确通过 P、N 双元件形成半桥自动温度补偿），推测 E3 型采用类似的双元件协同设计。其中一个元件感应工件应变与温度的综合影响，另一个元件仅感应温度影响，通过电路中两个元件的信号差值抵消温度带来的额外电阻变化，从而确保最终测量的电信号仅对应工件的真实应变，保障测量精度。