全桥差动电桥在悬臂梁力传感器中的应用

全桥差动电桥在悬臂梁力传感器中的应用

定义：全桥差动电桥是由四个应变片（两个受拉、两个受压）接入电桥的四个臂，当悬臂梁受力弯曲时，上下表面产生相反的应变，使相邻桥臂电阻变化符号相反（如R1和R3增加ΔR，R2和R4减少ΔR）。

作用：

• 灵敏度高：输出电压Uo = (U/4) ((ΔR1/R1) - (ΔR2/R2) + (ΔR3/R3) - (ΔR4/R4))。当四个应变片初始电阻均为R，且ΔR1=ΔR3=+ΔR，ΔR2=ΔR4=–ΔR时，Uo = U (ΔR/R)，是单臂桥的4倍。
• 温度自动补偿：四个应变片处于同一温度环境，温度引起的电阻变化相互抵消（相邻差分），输出仅反映应变。

工程理解：在悬臂梁固定端附近上下表面各贴两个应变片，接入全桥电路。受力时梁上表面受拉（应变片阻值增加），下表面受压（阻值减少），形成差动输出。该结构广泛应用于电子秤、测力传感器等场合，具有线性度好、抗干扰强的特点。

公式：输出电压Uo = (U/4) ((ΔR1/R1) - (ΔR2/R2) + (ΔR3/R3) - (ΔR4/R4))。若R1=R2=R3=R4=R，且ΔR1=ΔR3=+ΔR，ΔR2=ΔR4=–ΔR，则Uo = U (ΔR/R)。