В основі їх роботи лежить явище тензоеффекта, сутність якого полягає в зміні активного опору провідників (тензорезисторов) при їх механічній деформації. Тензорезистор (від латинського слова tenso - розтягую) характеризується коефіцієнтом тензочутливості.
У практиці широко використовують дротові, фольгові і напівпровідникові тензорезистори. Дротові тензорезистори найбільш прості і являють собою спіраль (грати), що складається з декількох витків дроту, наліплену на спеціальну паперову або лакову (плівкову) основу. Зверху спіраль .закривают такий же папером або плівкою. Матеріал дроту - константан, манганін, ніхром і інші метали, які мають високий коефіцієнт тензочутливості К і малий температурний коефіцієнт опору.
Тензорезистори наклеюють на первинний або вторинний пружний чутливий елемент датчика. Стиснення або розтягнення чутливого елемента в межах пружних деформацій викликає пропорційне стиснення або розтягнення дроту тензорезистора, в результаті чого змінюється її довжина, поперечний переріз і питомий електричний сопротівлніе, т. Е. В кінцевому рахунку змінюється електричний опір тензорезистора Фольгові тензорезистори мають грати з тонких смужок фольги прямокутного перетину, які наносять на лакову основу.
Напівпровідникові тензорезистори виготовляють з германію, кремнію, арсеніду Галія і інших матеріалів, що мають сильно розвинений тензоеффект. Вони мають досить важливою перевагою перед дротяними і фольгових тензорезисторами: коефіцієнт тензочутливості К досягає 100-120, т. Е. В 50- 60 разів вища. Їх недоліком є мала механічна міцність і нелінійність характеристики.
Електричні схеми тензодатчиков зазвичай бувають двох видів: бруківка (повний міст і напівміст) і потенціометричним. Вихідним сигналом датчика є зміна напруги (і), яке визначається напругою джерела живлення і ставленням опорів тензорезисторів.
Наприклад, при мостовій схемі постійного струму AU = UARR - у разі включення тензорезисторов в усі 4 плеча (схема повного моста);
Потенціометричні схеми мають серйозний недолік, так як на їх виході завжди є постійна складова, яка утрудняє виміряти малі АУ. Ці схеми живляться постійним струмом. Мостові схеми не мають зазначеного недоліку, так як в них забезпечується балансування, т. Е. Досягається рівність-опорів діагоналей моста. Балансування мостів постійного струму здійснюється по активному спротиву, а мостів змінного струму - по активної та реактивної складової.
Вид пружного елемента тензорезисторного датчика (балка, скоба, мембрана, пружина і ін.) Визначає його призначення (для вимірювання переміщення, тиску, сили та ін.), А деформованість-і частотні властивості пружного елемента - чутливість датчика і його придатність для вимірювання статичних або динамічних процесів.
При розробці конструкції тензорезисторних датчиків можуть бути успішно вирішені питання компенсації температурної і тимчасової нестабільності їх метрологічних характеристик шляхом схемних рішень, поліпшенням технології кріплення тензорезисторов на пружному елементі, вибором оптимальної жорсткості пружного елемента і ін. Це забезпечує широке виробниче впровадження тензорезисторного методу вимірювань при діагностуванні машин.