纵向应变片串接并置于相对桥臂

纵向应变片串接并置于相对桥臂

定义：在柱(筒)式力传感器中，将两个纵向应变片（感受轴向应变）串接后接入惠斯通电桥的相对桥臂（如R1与R3），其余桥臂接入补偿片或固定电阻。

作用：

• 提高输出灵敏度：当柱体受轴向力F时，两应变片电阻变化方向相同（均增大或减小），串接后总变化量加倍，电桥输出电压加倍（输出与应变成正比）。
• 温度补偿：温度变化使两应变片电阻同向变化，串接后相对桥臂的电阻变化相互抵消，桥路输出不受温度影响。
• 抵消弯矩影响：若柱体受弯矩，两应变片分别位于中性面两侧，应变符号相反，串接后弯矩引起的电阻变化相互抵消，仅保留轴向力信号。

工程理解：该接法相当于将两个“同向”敏感元件串联，在电桥中构成差动输出——相对桥臂的电阻变化量相减，实际输出为两倍单应变片输出。公式：若单应变片灵敏度为K，应变为ε，则电桥输出电压 $U_o=\frac{U_i}{2}·K\epsilon$（两片串接后等效灵敏度提高一倍）。具体推导时，考虑串接后电阻变化 $\Delta R=2K\epsilon R_0$，代入电桥公式可得上述关系。