本发明公开了一种应用非线性弹性模量材料的复合应力传感器的检测方法，其中检测方法包括：向悬臂梁自由端施加给定作用力，根据应力值与应变片检测到的应变值，将应变值与应力值间的非线性关系进行线性拟合，构建应力‑应变模型，悬臂梁采用非线性弹性模量材料；根据力学特性构建应力‑作用力模型和位移‑作用力模型；悬臂梁自由端产生位移时，根据应变值和应力‑应变模型得到自由端所受的复合应力值；根据复合应力值和应力‑作用力模型得到自由端所受的复合作用力；根据复合作用力和位移‑作用力模型得到自由端发生的位移。通过本发明的技术方案，减少了测量误差，提高了位移检测的精确度，降低了计算量，提高了响应速度。