電阻應變片是電阻應變式感測器的核心元件，它是一種將應變變化轉換成電阻變化的變換元件。將應變片貼上在被測構件表面上，接入測量電路，隨著構件的受力變形，應變片敏感柵也相應變形，從而使其電阻發生變化。電阻變化與構件表面應變成比例，應用適當的測量電路和儀表就能測得構件的應變或應力。
應變片不僅能測量應變，而且對其它物理量，如力、扭矩、壓強、位移、溫度和加速度等，只要能設法變為應變的相應變化，都可以利用應變片進行測量，所以在測試中得到非常廣泛的應用。
1． 應變片的結構
電阻應變片品種繁多，形式多樣，但基本結構大體相同，都是由敏感柵、基底、蓋層、粘合劑和引線等部分構成。常見的有絲式和箔式電阻應變片。其中，金屬絲式電阻應變片敏感柵的柵絲直徑一般為0.
015-0.05mm，敏感柵的縱向軸線稱為應變片軸線，根據不同用途，柵長可為0.2-200mm。
基底和蓋層用以保持敏感柵及引線的幾何形狀和相對位置，並將被測件上的應變迅速準確地傳遞到敏感柵上，因此基底做得很薄，一般為0.02-0.4mm，用於測量應變時，將其牢固地貼上在構件的測點上，構件受力後由於測點發生應變，蓋層起保護敏感柵的作用。
基底和蓋層用專門的薄紙製成，稱為紙基；用各種粘合劑和有機樹脂膜製成，稱為膠基。
金屬箔式應變片與金屬絲式應變片相比，有如下優點：用光刻技術能製成各種複雜形狀的敏感柵（如圖2所示）；橫向效應小；散熱性好，允許通過的電流較大，可提高相匹配的電橋電壓，從而提高輸出靈敏度；疲勞壽命長，蠕變小；生產效率高。但製造箔式應變片的電阻值的分散性要比絲式的大。
2．應變片的應變特性
使用時，是將箔式電阻應變片貼在被測定物上，使其隨著被測定物的應變一起伸縮，這樣裡面的金屬箔材就隨著應變伸長或縮短。很多金屬在機械性地伸長或縮短時其電阻會隨之變化。由物理學可知，電阻絲的電阻與其電阻率、長度及截面積存在如下關係：
1）當電阻絲受到受到拉力作用時長度伸長，橫截面積收縮，電阻率也將變化為，此時電阻值產生變化。彈性形變後，電阻絲的電阻相對變化為
2）式中為電阻絲的縱向應變；為截面積的相對變化。對於圓柱形電阻絲，截面積為（r為絲的半徑），則。為電阻絲的橫向應變，且，為電阻絲材料的泊松係數。於是（2）式可以寫為
3）由此可知，電阻絲電阻的相對變化是由兩部分引起的：是由電阻絲幾何尺寸的變化引起的電阻變化，這稱為應變效應；是電阻絲受到應力作用而引起的電阻率的變化，這稱為壓阻效應。對於金屬材料，應變效應是主要的，電阻率的變化可以不考慮；對於半導體材料，壓阻效應是主要的。
實驗表明，當電阻絲在軸向受力時，應變片的電阻相對變化率與存在如下關係：
4）式中k為比例常數，又稱為電阻絲的靈敏度係數。不同的金屬材料有不同的比例常數k。銅鉻合金的k值約為2。這樣，應變的測量就通過應變片轉換為對電阻變化的測量。
3．溫度對應變片的影響
應變片由於溫度的變化所引起的電阻變化與試件應變所造成的電阻變化在數量級上幾乎相同，在測量應變時是必須要考慮的因素之一。應變片受溫度的影響可分為兩部分：一是溫度變化引起敏感柵電阻變化而產生附加應變，二是線膨脹係數不同使應變片產生附加應變。
應變片電阻與溫度溫度變化量的關係為
5）式中，為溫度為時的電阻值，為溫度為時的電阻值。敏感柵的電阻溫度係數。將溫度變化時的電阻變化折合應變，則
6）應變片與試件因線膨脹係數不同引起的附加變形為
7）附加變形折算為應變，得
8）因溫度變化引起的總電阻變化為
9）總的虛假應變為
10）4．測量電路
（1）直流電橋
將電阻應變片貼上於待測構件上，應變片電阻將隨構件應變而改變，一般是將應變片電阻接入電橋電路中，使其轉換為電流或電壓輸出，即可測出力值。
圖3所示為一直流電橋，根據電路理論計算可知
11）若使此電橋平衡，即，只要即可實現。
當電橋的四臂皆產生電阻變化時，（5）式變為
由於遠遠小於，在分母中的可忽略，在分子中的的高次項也可忽略，又考慮到電橋的初始是平衡的，則電橋的輸出電壓為
12）對於等臂電橋，即。則上式可以寫成
13）由於，則（13）式可寫成
14）對於如圖4（a）所示的半橋單臂電路，只有乙隻電阻產生的變化，得
15）對於如圖4（b）所示的半橋雙臂電路，設產生正的變化，產生負的變化，且變化的絕對值相等，即，得
16）即為半橋單臂電路的2倍。當，產生的的絕對值相等，符號相同時，為0。
對於如圖4（c）所示的全橋電路，設，產生正的變化，，產生負的變化，且的絕對值相等，即，產生正應變，，產生負應變，得
17）即為半橋單臂電路的4倍。若，產生負的變化，，產生正的變化，且的絕對值相等，則為0。
（2）交流電橋
交流電橋的四臂可為電阻、電容或電感。因此，電橋四臂需以阻抗z1，z2，z3，z4表示，電表的阻抗也需以zg表示。按照直流電橋的推導方法，同樣可匯出交流電橋的輸出公式。
交流電橋的一般形式如圖5所示。交流電橋平衡的條件為
18）橋臂阻抗若以指數形式表示，（18）式則可寫成
19）由複數相等的條件，故有
20）如圖6所示，兩臂由應變片組成，另兩臂是應變儀中的精密無感電阻，考慮到應變片及線柵存在分布電容，所以兩應變片可以看作由電阻和電容併聯的阻抗組成（因為電感很小可忽略）。如在測量前對電橋分別同時進行電阻和電容的平衡調節，測量時又將連線導線固定，則電容的影響是很小的。對於半橋單臂電橋電路，輸出電壓與電阻變化關係為
（21）
式中，為電源電壓峰值，為電源角頻率。
當試件受動態應力產生簡諧變化應變時，設簡諧應變為
22）式中，，為簡諧應變的瞬時值和最大值，為簡諧應變的角頻率。
對於半橋單臂電橋電路，其輸出電壓為一調幅波，即
23）當動、靜態應變同時出現時，電橋的輸出相當於靜態應變和動態應變的疊加，即
24）動態應變橋輸出的調幅波是由振幅相等而頻率分別為和的兩個波疊加。而實際上應變的變化頻率一般為非正弦波，其中含有不可忽視的高次諧波頻率，為使電橋調製後不失真，載波（電源）頻率應比應變訊號頻率大10倍左右。
（3）相敏檢波電路
為了從電橋輸出電壓訊號中得到試件受動態應力產生簡諧變化的應變資訊，即，只要把調幅波再次與原載波訊號相乘進行同步解調，並通過低通濾波器濾除高頻成份即可。圖7為一種較為常用的環形橋式相敏檢波電路，其工作原理如下：
變壓器b1，b2分別送入由放大器來的輸入訊號電壓u1及由振盪器來的基準參考訊號電壓u2，二者頻率相同，且常保持u2>u1。電流以不同方向通向輸出電表。若，為正，，為負，則輸入電表中的電流為
25）① 當ul =0 時，由於u2的作用，d3和d4正嚮導通，和以不同方向流過電表，由於變壓器抽頭居中，各二極體特性一致，故；u2負半周時，d1和d2導通，。當u2=0時，由於u1作用，，若電表中出現，則主要是變壓器中心抽頭不對稱或二極體引數不一致造成的。
② 當u1≠0，且u1，u2同相位時，在正半周，由於ul < u2，所以d3和d4仍導通，但d4兩端電壓疊加為u1+u2，d3兩端電壓相減為u2-u1，所以，ul越大電流也越大；在負半周，由於u1< u2，d1和d2導通，但同樣dl兩端電壓為u1+u2，d2兩端電壓為u1- u2，所以。在一週期內平均輸出電流為正值，即。
③ 當u≠0，且u1，u2相位相反時，在u2正半周，由於ul < u2，所以仍然是d3，d4導通，但由於ul與u2相位相反，d3兩端電壓疊加為ul+u2，d4兩端電壓相減為u2-u1，所以，通過電表的電流，即為一與兩端電壓同相時相反的負電流；在u2負半周，d1，d2導通，d2兩端電壓疊加，d1兩端電壓相減，，流過電表的電流，仍為負值，一周輸出電流均不為零而是負值。
上述分析表明相敏檢波器可以分辨出訊號的正負方向。
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