CN111480059B - 分离桥式电路力传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种力传感器，其包括：梁，其具有纵向轴线、近端部和远端部；设置在梁的第一面上的第一惠斯通电桥，其包括多个拉伸量规电阻器和多个压缩量规电阻器；设置在梁的第一面上的第二惠斯通电桥，其包括多个拉伸量规电阻器和多个压缩量规电阻器；其中来自第一惠斯通电桥和第二惠斯通电桥中的每一个的至少一个拉伸量规电阻器和至少一个压缩量规电阻器设置在梁的近端部处；其中来自第一惠斯通电桥和第二惠斯通电桥中的每一个的至少一个拉伸量规电阻器和至少一个压缩量规电阻器设置在梁的远端部处。

Description

分离桥式电路力传感器

优先权要求

本申请要求享有2017年11月15日提交的美国临时专利申请第62/586,721号和2017年11月14日提交的美国临时专利申请第62/586,166号的优先权，每个申请均通过引用整体并入本文。

背景技术

微创外科手术过程中的力感测和反馈可以为执行该外科手术的外科医生带来更好的沉浸感、真实感和直观性。为了获得最佳的触觉渲染性能和准确性，可以将力传感器放置在外科手术器械上，并尽可能靠近解剖组织相互作用。一种方法是通过印刷工艺或增材沉积工艺将力传感器嵌入在具有形成在力换能器上的电应变量规(gauge)的外科手术器械轴的远端处，以测量施加到外科手术器械的应变。

图1是表示力传感器的说明图，该力传感器包括具有四个全惠斯通电桥(全桥)的矩形梁。桥式电路是电子电路的电路拓扑，其中两个电路分支(通常彼此并联)通过在某一中间点处连接在前两个分支之间的第三分支来桥接。在梁的两个相邻的正交侧面的每一个上形成两个全桥，以测量与梁的纵向轴线正交的力。梁可以固定到外科手术器械轴的远端部，以感测与该轴的纵向轴线正交的力。通过减去由梁的侧面的近端部和远端部处的全电桥所确定的力测量值来确定正交于梁的该侧面施加的力(即X或Y力)。

力传感器可以遇到多种不同的应变源，包括：待测量的感兴趣的正交力、力矩、离轴力、离轴力矩、压缩/拉伸、扭转、环境温度和梯度温度。每个全桥都消除了以下应力：温度、扭转、离轴力和离轴力矩。每个单独的全桥输出指示由于力、力矩和压缩/拉伸引起的应力。从由侧面上的远侧全桥所产生的输出值中减去由形成在同一侧面上的近侧全桥所产生的输出值抵消了力矩和压缩/拉伸，从而得出表示待测量的感兴趣的正交力的输出值。

外科手术器械力传感器对于确保患者安全至关重要。因此，需要力传感器错误检测以通过检测力传感器故障来防止伤害。错误检测的一种方法是提供额外的全桥来产生可被比较以检测错误的冗余力测量结果。然而，梁侧面上的有限空间使得在侧面上形成额外的全桥不可行。此外，制造过程通常限于最多在两个侧面上形成桥。在四个侧面上形成桥将大大增加制造成本。

发明内容

在一个方面，一种力传感器包括具有纵向轴线以及近端部和远端部的梁。第一惠斯通电桥设置在梁的第一面上，并且包括第一拉伸量规电阻器和第二拉伸量规电阻器以及第一压缩量规电阻器和第二压缩量规电阻器。第二惠斯通电桥设置在梁的第一面上，并且包括第三拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器以及第三压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器。第一拉伸量规电阻器和第三拉伸量规电阻器以及第一压缩量规电阻器和第三压缩量规电阻器设置在梁的近端部处。第二拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器以及第二压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器设置在梁的远端部处。

在另一方面，一种力传感器包括具有纵向轴线以及近端部和远端部的梁。第一拉伸量规半桥设置在梁的第一面上，并且包括第一拉伸量规电阻器和第二拉伸量规电阻器。第二拉伸量规半桥设置在梁的第一面上，并且包括第三拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器。压缩量规半桥设置在梁的第一面上，并且包括第一压缩量规电阻器和第二压缩量规电阻器。第一拉伸量规电阻器和第三拉伸量规电阻器以及第一压缩量规电阻器设置在梁的近端部处。第二拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器以及第二压缩量规电阻器设置在梁的远端部处。

在另一方面，一种力传感器包括具有纵向轴线以及近端部和远端部的梁。第一桥式电路设置在梁的第一面上，并且包括多个拉伸量规电阻器和至少一个压缩量规电阻器。第二桥式电路设置在梁的第一面上，并且包括多个拉伸量规电阻器和至少一个压缩量规电阻器。来自第一桥式电路和第二桥式电路中的每一个的至少一个拉伸电阻器和来自第一桥和第二桥中的一个的至少一个压缩量规电阻器设置在梁的近端部处。来自第一桥式电路和第二桥式电路中的每一个的至少一个拉伸电阻器和来自第一桥和第二桥中的另一个的至少一个压缩量规电阻器设置在梁的远端部处。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似部件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体上示出本文中所讨论的各种实施例。

图1是表示力传感器的说明图，该力传感器包括具有四个全惠斯通电桥(全桥)的矩形梁。

图2是根据一些示例的具有细长轴的外科手术器械的远端部分的说明性侧立面图，该细长轴具有安装在其上的力传感器梁。

图3是具有一对分离桥式电路形成在其上的梁侧面的力传感器梁的说明性透视图。

图4A是表示第一全桥桥式电路的说明性示意图。

图4B是表示第二全桥电路的说明性示意图。

图5是具有一对错行的(staggered)分离桥式电路形成在其上的梁侧面的力传感器梁的说明性透视图。

图6是具有带有一对交错的(interleaved)分离半桥式电路的梁面侧的力传感器梁的说明性透视图。

图7是表示三个半桥式电路的说明性示意图。

图8是梁的说明性侧视图，其示出图6的交错的三个半桥示例的量规传感器的布置。

图9是具有带有一对错行的分离半桥式电路的梁面的力传感器梁的说明性透视图。

图10是表示图9的错行的三个半桥示例的量规传感器的布置的说明性侧视图。

图11是具有沿着梁的中轴线设置的T量规(拉伸)和C量规(压缩)的梁的说明性透视图。

图12是具有沿着梁的中轴线分别设置在梁的近端部处和远端部处的拉伸量规R1和R2的梁的说明性透视图。

图13是表示包含图12的R1和R2的半桥式电路的说明性示意图。

图14是施加到悬臂梁上的力的说明性侧视图，其指示在距离力施加到梁的位置的距离l处的应变测量。

图15是施加到悬臂梁上的力的说明性侧视图，其指示在距离力施加到梁的位置的近侧距离处和远侧距离处的应变测量。

图16是悬臂梁的侧视图。

图17A是在其近端处设置有惠斯通电桥的梁的侧视图。

图17B是图17A的惠斯通桥式电路的示意图。

图18是具有分离惠斯通电桥的梁的侧视图，该惠斯通电桥具有拉伸量规电阻器R1和压缩量规电阻器R2。

图19是表示示例力传感器的说明图，该示例力传感器包括在其上具有两个分离全桥电路的梁。

图20A是示出在两个近侧分离桥式电路半部的应变量规元件和两个远侧分离桥式电路半部的应变量规元件之间延伸的机械隔离引线的说明性简化框图。

图20B是示出图20A的示例传感器的应变量规元件的第一示例布置的某些细节的说明图。

图20C是示出图20A的示例传感器的应变量规元件的第二示例布置的某些细节的说明图。

图21是示出一组近侧连接焊盘和一组远侧连接焊盘的说明图，其中输入焊盘和测量焊盘具有匹配区域。

图22是示出一组近侧连接焊盘和一组远侧连接焊盘的说明图，其中测量焊盘具有比输入焊盘更大的面积。

图23是示出力传感器的说明性电路示意图，该力传感器包括设置在共享激励电压输入的梁上的示例性第一分离桥式电路和示例性第二分离桥式电路。

图24是表示用于图23的示例性双分离桥式电路的分接(tap)引线的说明图。

具体实施方式

图2是根据一些示例的具有以局部剖切示出的细长轴204的外科手术器械202的远端部分的说明性侧立面图，该细长轴204具有安装在其上的力传感器梁206。外科手术器械202包括末端执行器208，该末端执行器208可以包括例如可铰接的钳夹。在外科手术过程中，末端执行器208接触解剖组织，这可以导致X、Y或Z方向的力，并且可以导致诸如绕y方向轴线的力矩M_Y的力矩力。包括纵向轴线210的力传感器206可以用于测量垂直于纵向轴线210的X力和Y力。

图3是具有梁侧面212的力传感器梁206的说明性透视图，在梁侧面212上形成有一对分离桥式电路。桥式电路是分离的(split)，表现为每个桥式电路的一部分被设置在梁的近端部处并且桥式电路的一部分被设置在梁的远端部处。更具体地，在图3的示例中，桥式电路被配置为在其上形成的交错的分离全惠斯通电桥(全桥)，根据一些示例，该全桥具有在近侧梁端部206P处沿着中轴线(与梁的侧面等距)对准的应变量规电阻器R_C1、R_C3、R_T1、R_T3，并且具有在远侧梁端部206D处沿着中轴线对准的应变量规电阻器R_C2、R_C4、R_T2、R_T4。在相邻的正交梁侧面214上形成相同的一对交错的分离全桥(未示出)。在相邻的正交侧面上形成的该对交错的分离全桥被配置为测量垂直于梁206的纵向轴线210的力，这些力可以向梁施加拉伸应变。应当理解，由于中轴线对离轴力和离轴力矩不敏感，因此量规电阻器沿着中轴线的对准减小了离轴负载的影响。

图4A是表示该对分离桥式电路的第一分离全桥电桥的说明性示意图，该第一分离全桥电桥包括拉伸量规半桥(其包括拉伸应变量规电阻器R_T1和R_T2)，并且包括压缩量规半桥(其包括压缩应变量规电阻器R_C1和R_C2)，这些半桥如图所示进行耦合以接收输入电压V_in并产生第一输出电压V_O1。图4B是表示该对分离桥式电路的第二分离全桥的说明性示意图，该第二分离全桥包括拉伸量规半桥拉伸应变量规电阻器R_T3和R_T4，并且包括压缩量规半桥(其包括压缩应变量规电阻器R_C3和R_C4)，这些电阻器如图所示进行耦合以接收输入电压V_in并产生第二输出电压V_O2。

如下面更全面解释的，每个拉伸应变量规电阻器R_T1-R_T4和每个压缩应变量规电阻器R_C1-R_C4包括平行对准且首尾耦合的多个细长电阻器部分，以形成蛇形或蛇状配置。压缩应变量规电阻器R_C1-R_C4的细长部可以平行于梁的纵向轴线210对准，以感测梁206上的压缩应变。拉伸应变量规电阻器R_T1-R_T4的细长部可以垂直于梁的纵向轴线对准，以感测梁上的拉伸应变。

再次参考图3，每个交错的分离全桥具有设置在梁206的近端部206P处的拉伸量规传感器电阻器和压缩量规传感器电阻器。每个交错的分离全桥也具有设置在梁206的远端部206D处的拉伸量规传感器和压缩量规传感器。具体地，应变量规电阻器R_T1和R_T3、R_C1和R_C3设置在梁206的近端部206P处，而应变量规电阻器R_T2和R_T4、R_C2和R_C4设置在梁206的远端部206D处。此外，应变量规电阻器R_T1的细长部与应变量规电阻器R_T3的细长部交错，以便共位(co-located)并占据梁的相同纵向区域。应变量规电阻器R_C1的细长部与应变量规电阻器R_C3的细长部交错，以便共位并占据梁的相同纵向区域。交错的压缩量规电阻器R_C1、R_C3被设置成比交错的拉伸电阻器R_T1、R_T3更靠近梁的近端。应变量规电阻器R_T2的细长部与应变量规电阻器R_T4的细长部交错，以便共位并占据梁的相同纵向区域。应变量规电阻器R_C3的细长部与应变量规电阻器R_C4的细长部交错，以便共位并占据梁的相同纵向区域。交错的压缩量规电阻器R_C2、R_C4被设置成比交错的拉伸电阻器R_T2、R_T4更远离梁的远端。通过参考图8的说明性附图中表示的交错的半桥示例的描述将更好地理解图3的示例的应变量规电阻器的交错。

图5是力传感器梁206的说明性透视图，该力传感器梁206具有在其上形成有错行的分离全桥的梁侧面212，根据一些示例，每个全桥均具有在近侧梁端部206P处沿中轴线对准的应变量规电阻器R_C1、R_C3、R_T1、R_T3，并且每个全桥均具有在远侧梁端部206D处沿中轴线对准的应变量规电阻器R_C2、R_C4、R_T2、R_T4。梁具有四个细长的矩形侧面和矩形端面。在相邻的正交梁侧面214上形成相同的一对错行的分离全桥(未示出)。在相邻的正交侧面上形成的该对错行的分离全桥被配置为测量垂直于梁的纵向轴线的力，该力可以向梁施加拉伸应变。

如上所述的图4A至图4B的说明性示意图表示图5的错行的分离全桥的第一全桥和第二全桥。每个错行的分离全桥具有设置在梁206的近端部206P处的拉伸量规传感器电阻器和压缩量规传感器电阻器。每个全桥还具有设置在梁206的远端部206D处的拉伸量规传感器和压缩量规传感器。具体地，应变量规电阻器R_T1、R_T3、R_C1和R_C3设置在梁206的近端部206P处，而应变量规电阻器R_T2、R_T4、R_C2和R_C4设置在梁206的远端部206D处。然而，与图3的一对交错的分离全桥不同，图5的分离错行的分离桥以“错行(staggered)”布置设置，其中每个全桥的应变量规对在梁的相对端部处彼此相邻地设置。第一错行的分离全桥的应变量规电阻器R_T1和R_C1在梁206的近端部206P处彼此相邻地设置。第二错行的分离全桥的应变量规电阻器R_T3和R_C3在梁206的近端部206P处彼此相邻地设置，比应变量规电阻器R_T1和R_C1更偏移远离近端部206B。类似地，第一错行的分离全桥的应变量规电阻器R_T2和R_C2在梁206的远端部206D处彼此相邻地设置。第二错行的分离全桥的应变量规电阻器R_T4和R_C4在远端部206D处彼此相邻地设置，比应变量规电阻器R_T2和R_C2更偏移接近远端部206D。

交错的分离全桥和错行的分离全桥都产生冗余的第一输出电压V_O1和第二输出电压V_O2。图3的这一对交错的分离全桥和图5的这一对错行的分离全桥的拉伸量规传感器电阻器和压缩量规传感器电阻器的纵向分布抵消并基本去除了可能由来自其他来源的力(诸如在三个方向中的任一方向上的离轴负载力矩，以及在相对于所测量的力的两个正交方向中的任一方向上的力)引起的噪声。此外，这一对交错的分离全桥的每个全桥和这一对错行的分离全桥的每个全桥都包括被配置为基本消除温度变化的影响的拉伸应变量规电阻器和压缩应变量规电阻器。此外，图3的示例中的这些应变量规电阻器的交错确保它们在梁的相同位置处测量应变，这确保了即使沿着梁的长度存在温度变化，冗余的第一输出电压V_O1和第二输出电压V_O2也具有匹配的值。

因此，每个全桥的量规传感器电阻器在梁的近端部和远端部之间的分布去除了由其他力源引起的噪声的影响并消除了温度的影响，从而第一输出信号V_O1和第二输出信号V_O2产生相同的冗余值。第一输出信号值V_O1和第二输出信号值V_O2可以被比较以确定它们是否具有不同的值。V_O1和V_O2具有不同值的判断提供了例如由于力传感器的损坏引起的错误的指示。

图6是具有梁面212的力传感器梁206的说明性透视图，根据一些示例，梁面212带有一对交错的分离半惠斯通电桥(半桥)，每个半桥包括在梁206的近端部处和远端部处形成的拉伸量规传感器电阻器，并且具有共享的半桥，该共享的半桥包括在梁的近端部处和远端部处形成的压缩量规电阻器。第一拉伸量规半桥包括在近端部206P处的应变量规电阻器R_T1，并且包括在远端部206D处的应变量规电阻器R_T2。第二拉伸量规半桥包括在近端部206P处的应变量规电阻器R_T3，并且包括在远端部206D处的应变量规电阻器R_T4。压缩量规半桥包括在近端部处的应变量规电阻器R_C1，并且包括在远端部206D处的应变量规电阻器R_C2。在相邻的正交梁面214上形成包括拉伸量规传感器电阻器的一对相同的交错的分离半桥(未示出)和包括压缩量规传感器电阻器的相同的共享半桥(未示出)。形成在相邻正交面上的该对交错的分离半桥被配置为测量垂直于梁206的纵向轴线210的力，该力可以向梁施加拉伸应变。形成在相邻正交梁面上的共享压缩量规传感器电阻器被配置为测量平行于梁的纵向轴线的力，该力可以向梁206施加压缩应变。

图7是表示三个半桥的说明性示意图。第一拉伸量规半桥602包括沿着中轴线对准的拉伸应变量规电阻器R_T1和R_T2。第二拉伸量规半桥604包括沿着中轴线对准的拉伸应变量规电阻器R_T3和R_T4。压缩半桥606包括沿着中轴线对准的压缩应变量规电阻器R_C1和R_C2。第一拉伸量规半桥602、第二拉伸量规半桥604和压缩量规半桥606中的每一个被耦合以接收输入电压V_in。第一拉伸量规半桥602被耦合以提供第一拉伸力输出V_O1。第二拉伸量规半桥604被耦合以提供第二拉伸力输出V_O3。压缩量规半桥606被耦合以产生压缩力输出V_O2。每个电阻器R_T1-R_T4和R_C1-R_C2包括多个平行的细长部，这些细长部平行对准且首尾耦合以形成蛇形或蛇状配置。电阻器R_C1-R_C2的细长部平行于梁206的纵向轴线210对准，以用作压缩量规传感器。电阻器R_T1-R_T4的细长部垂直于梁206的纵向轴线210对准，以用作拉伸量规传感器。

再次参考图6，每个交错的分离半桥具有设置在梁206的近端部206P处的拉伸量规传感器电阻器和共享的压缩量规传感器电阻器。每个交错的分离半桥还具有设置在梁206的远端部206D处的拉伸量规传感器和共享的压缩量规传感器。具体地，应变量规电阻器R_T1、R_C1和R_T3设置在梁206的近端部206P处，而应变量规电阻器R_T2、R_C2和R_T4设置在梁206的远端部206D处。

图8是用虚线指示的梁的说明性侧视图，其表示图6的交错的三个半桥示例的量规传感器的布置。应变量规电阻器R_T1的细长部L_T1与应变量规电阻器R_T3的细长部L_T3交错，以便共位并占据梁的相同纵向区域。交错的应变量规电阻器R_T1和R_T3比压缩量规电阻器R_C1更远离梁的近端。在近端部和远端部之间延伸的引线Lead_T1,T2将定位在近端部206P处的R_T1与定位在远端部206D处的R_T2耦合。应变量规电阻器R_T2的细长部L_T2与应变量规电阻器R_T4的细长部L_T4交错，以便共位并占据梁的相同纵向区域。交错的应变量规电阻器R_T2和R_T4设置得比压缩量规电阻器R_C2更靠近梁的远端。在近端部和远端部之间延伸的引线Lead_T3,T4将定位在近端部206P处的R_T3与定位在远端部206D处的R_T4耦合。在近端部和远端部之间延伸的引线Lead_C1,C2将定位在近端部206P处的R_C1与定位在远端部206D处的R_C2耦合。

图9是具有梁面212的力传感器梁206的说明性透视图，根据一些示例，梁面212具有一对错行的分离半桥，每个半桥包括在梁的近端部处和远端部处形成的拉伸量规传感器电阻器，并且具有共享的半桥，该共享的半桥包括在梁的近端部处和远端部处形成的压缩量规电阻器。图7的示意图还表示图9的错行的三个半桥。第一拉伸量规半桥包括在近端部206P处的应变量规电阻器R_T1，并且包括在远端部206D处的应变量规电阻器R_T2。第二拉伸量规半桥包括在近端部206P处的应变量规电阻器R_T3，并且包括在远端部206D处的应变量规电阻器R_T4。压缩量规半桥包括在近端部处的应变量规电阻器R_C1，并且包括在远端部206D处的应变量规电阻器R_C2。在相邻的正交梁面214上形成包括拉伸量规传感器电阻器的一对相同的交错的分离半桥(未示出)和包括压缩量规传感器电阻器的相同的共享半桥(未示出)。在相邻的正交面上形成的该对交错的分离半桥被配置为测量垂直于梁206的纵向轴线210的力，该力可以向梁206施加拉伸应变。在相邻的正交梁面上形成的共享的压缩量规传感器电阻器被配置为测量平行于梁的纵向轴线210的力，该力可以向梁206施加压缩应变。

图10是表示图9的错行的三个半桥示例的量规传感器的布置的说明性侧视图。第一拉伸量规电阻器半桥包括沿中轴线对准的拉伸应变量规电阻器R_T1和R_T2。第二拉伸量规电阻器半桥包括沿中轴线对准的拉伸应变量规电阻器R_T3和R_T4。压缩量规电阻器半桥包括沿中轴线对准的压缩应变量规电阻器R_C1和R_C2。第一压缩量规电阻器R_C1在梁的近端部处设置在第一拉伸量规电阻器R_T1和第三拉伸量规电阻器R_T3之间，其中第一拉伸量规电阻器R_T1被设置得比第三拉伸量规电阻器R_T3更靠近梁的近端。第二压缩量规电阻器R_C2在梁的远端部处设置在第二拉伸量规电阻器R_T2和第四拉伸量规电阻器R_T4之间，其中第四拉伸量规电阻器R_T4被设置得比第二拉伸量规电阻器R_T2更靠近梁的远端。在近端部和远端部之间延伸的引线Lead_T1,T2将定位在近端部206P处的R_T1与定位在远端部206D处的R_T2耦合。在近端部和远端部之间延伸的引线Lead_T3，T4将定位在近端部206P处的R_T3与定位在远端部206D处的R_T4耦合。在近端部和远端部之间延伸的引线Lead_C1，C2将定位在近端部206P处的R_C1与定位在远端部206D处的R_C2耦合。

因此，交错的分离半桥和错行的分离半桥都产生冗余的第一拉伸力输出电压V_O1和第二拉伸力输出电压V_O3。图6的一对交错的分离半桥和图9的一对错行的分离半桥的拉伸量规传感器电阻器和压缩量规传感器电阻器的纵向分布抵消并基本去除了由来自其他来源的力(诸如在三个方向中的任何一个方向上的离轴负载力矩，以及在与所测量的力的两个正交方向中的任何一个方向上的力)引起的噪声。此外，在图6的交错的半桥示例中，应变量规电阻器的交错确保了它们在梁的相同位置处测量应变，这确保了即使沿梁的长度存在温度变化，冗余的第一输出电压V_O1和第三输出电压V_O3也具有匹配的值。

在实现本发明时，发明人意识到每个半桥(拉伸量规半桥和压缩量规半桥)都消除了以下应力：力矩、离轴力、离轴力矩、压缩/拉伸、扭转和环境温度。发明人还意识到每个单独的半桥输出包括以下内容：力和梯度温度。发明人进一步认识到，如果V_O是半桥的输出，则

其中ε_p和ε_d表示近侧应力和远侧应力，并且GF表示应变因数。

然后，上式中的(ε_p-ε_d)的减法将消除：力矩、离轴力、离轴力矩、压缩/拉伸、扭转和环境温度。现在减去“T量规(gauge)”半桥输出和“C量规(gauge)”半桥输出，则消除以下内容：梯度温度。

如果V_O1是“T量规”的半桥的输出，而V_O2是“C量规”的半桥的输出，则V_O1-V_O2的减法消除环境温度和梯度温度，并且减去后的最终输出只是所寻求的“力”。

对于图6和图9的分离半桥示例，可以按以下方式执行冗余比较。

在从半桥测量结果V_O1、V_O2和V_O3提取力信号和温度差分信号后，完成冗余比较。

例如，对于X轴(用“x”表示)：

我们可以使用V_{O1_x}和V_{O2_x}获得Force1_x和ΔT1_x；

我们可以使用V_{O3_x}和V_{O2_x}获得Force2_x和ΔT2_x。

对于Y轴(用“y”表示)：

我们可以使用V_{O1_y}和V_{O2_y}获得Force1_y和ΔT1_y；

我们可以使用V_{O2_y}和V_{O2_y}获得Force2_y和ΔT2_y。

对于冗余检查：

Force_x：我们检查Force1_x和Force2_x是否匹配；

Force_y：我们检查Force1_y和Force2_y是否匹配；

ΔT：我们检查ΔT1_x和ΔT1_y是否匹配。

这些比较检查将涵盖任何量具中的故障。

ΔT2_x和ΔT2_y是一种废弃(throw away)术语，因为其不提供附加信息。

根据电压输出，用于计算力和ΔT的数学方程如下：

其中

其中

其中“TgaugeV_O”是V_O1，而“CgaugeV_O”是V_O2。

因此，在梁的近端部和远端部之间的每个拉伸量规半桥的量规传感器电阻器的分布去除了由其他力源产生的噪声的影响并消除了温度的影响，从而第一拉伸量规力输出信号V_O1和第二拉伸量规力输出信号V_O3产生相同的冗余值。第一拉伸量规力输出信号值V_O1和第二拉伸量规力输出信号值V_O3可以被比较以确定它们是否具有不同的值。确定V_O1和V_O3具有不同值提供了例如由于力传感器的损坏引起的错误的指示。

冗余温度值由形成相邻正交面的压缩量规半桥产生的压缩输出值V_O2提供。可以比较由形成相邻正交面的半桥产生的压缩输出值V_O2，以确定它们是否具有不同的值。例如，确定相邻正交面上的压缩量规半桥具有不同的值提供了由于力传感器的损坏引起的错误的指示。

证明

A.确定T量规应变和C量规应变：

图11是具有沿着梁的中轴线设置的T量规(拉伸)和C量规(压缩)的梁的说明性透视图。

用于确定力和温度变化的值包括：

F_g：沿着感测平面的力

l：施加的力的位置

M：垂直于感测平面施加的力矩

F_Z：平行于中轴线施加的力

I：转动惯量

A：面积或横截面

CTE：热膨胀系数

ΔT：温度变化

ε：应变

ρ：泊松比

T量规应变测量方程：

C量规应变测量方程：

B.确定力和ΔT：

图12是分别在梁的近端部处和远端部处沿着梁的中轴线设置拉伸量规R1和R2的梁的说明性透视图。图13是表示包含图12的R1和R2的半桥电路的说明性示意图。

对于图12至图13的半桥，使用上面的T量规应变测量，我们可以基于R1、R2和V_in计算V_O：

R_i＝R+ΔR_i其中i＝1,2

ΔR_i＝GF*∈_i

空载时，两个量规的标称电阻是相同的R值。电阻的变化取决于量规所经历的应变乘以量规因数。对于较小的电阻变化，使用一阶近似值，我们得到以下方程。

我们可以替换应变方程以获得用力来表示的V_O。

类似地，我们使用压缩(C)量规得到半桥的方程。

使用C量规和T量规的方程，我们可以求解F_ll和ΔT＝(ΔT₁-ΔT₂)，从而得到：

其中

其中

C.使用应变的基本力测量：

图14是施加到悬臂梁上的力的说明性侧视图，其表示在从力施加到梁的位置起的距离l处的应变测量。

在悬臂梁的远端处施加的垂直力的应变方程为

其中

E：弹性模量；

I：转动惯量。

我们可以看到，应变方程取决于施加的力“F”以及从感测点起的距离“l”。因此，为了能够测量施加的力，我们需要进行第二测量以消除对“l”的依赖。最明显的方法是在沿着梁的不同点处测量应变。

图15是施加到悬臂梁上的力的说明性侧视图，其表示在从力施加到梁的位置起的近侧距离lprox处和远侧距离ldist处的应变测量。然后我们得到

然后，当我们将2个测量结果相减时，我们得到

距离的差是已知量；它是两个感测点之间的距离。

D.噪声源下的力测量

图16是悬臂梁的侧视图。

在典型的力测量场景中，存在一些噪声源/信号，这些噪声源/信号对我们来说并不重要，但仍在梁上产生可测量的应变，我们感测到该应变，这将导致对施加的力的错误估计。可能存在的其他一些应变源是：

·在两个正交方向上的力

·在所有三个方向上的力矩

·温度变化

如果选择参考系以使我们要测量的力沿X轴定向，则不需要的测量应变源为：力(Fy、Fz)、力矩(Mx、My、Mz)和温度(ΔT)。

因此，平行于中轴线定向的悬臂梁上的点感测元件的最一般应变方程如下：

其中

E：弹性模量

I：转动惯量

r：通过中轴线到YZ平面的垂直距离

d：通过中轴线到XZ平面的垂直距离

A：横截面积

CTE：热膨胀系数

垂直于中轴线的扭转M_Z引起的应变

平行于中轴线的扭转M_Z引起的应变

ρ_r：基质的泊松比

从上面的方程可以看出，应变的点测量将取决于许多应变源。减去近侧测量值和远侧测量值的动作还将消除某些应变源，如共模。消除以下各项：

·力：Fz

·力矩：My、Mz

如果感测点/元件绕中轴线(d＝0)对称放置，则以下各项不会影响应变测量：

·力：Fy

·力矩：Mx

因此，未补偿的应变源是温度变化。补偿温度的最简单方法是使用惠斯通电桥配置，其使用“C”(压缩)和“T”(拉伸)量规来局部消除温度变化引起的应变。

图17A是在其近端处设置有惠斯通电桥的梁的侧视图。图17B是图17A的惠斯通电桥电路的示意图。

惠斯通电桥的输出如下：

量规的电阻应变关系如下：

R＝R_o+GF*∈*R_o

如果所有量规的标称电阻相同，并且用应变-电阻关系替代并执行一阶近似，则我们可以得到以下方程：

当施加Fx时，上述方程简化为如下形式：

V_out＝K*F*l

其中K是标量常数，并且l＝Δl+(1+ρ_r)l₁且Δl＝l₂-l₁。

因此，我们得到与施加力成比例的输出信号。

当存在温度变化时，所有量规所见的应变都相同，并且输出最终为零，这意味着温度变化被局部补偿。

因此，为了测量沿感测方向(x轴)施加的力，我们需要在梁的近端和远端附近定位两个惠斯通电桥。

E.使用单个惠斯通电桥测量力

图18是具有分离的惠斯通电桥的梁的侧视图，该惠斯通电桥具有在其近端部处沿中轴线设置的拉伸量规电阻器R1和压缩量规电阻器R2，并且具有在其远端部处沿中轴线设置的拉伸量规电阻器R3和压缩量规电阻器R4。图17B的示意图适用于图18的分离电桥。

如果看一下简单的设计，我们在局部补偿温度，然后测量两个信号并在外部减去两个信号以得到施加的力，但是惠斯通电桥方程的结构具有在内部减去信号的能力，因此我们可以利用其发挥优势。另外，我们可以对量规进行布置，使得并不是在局部补偿温度，而是可以全局补偿温度影响。

在每个测量点处看到的温度变化可以被分解为各处相同的环境温度变化和温差，该温差是环境温度与该点处的温度之间的温度变量。环境温度的变化最终成为一种共模，并且正是减去近侧信号和远侧信号的行为消除了其影响。

在上面的配置中，我们得到的输出信号为

如果没有温差，那么我们可以看到R1和R2可以一起测量施加的力并且R3和R4可以类似地测量施加的力，因为R1、R2是拉伸量规而R3、R4是压缩量规，它们与施加力的关系随-ρ_r变化。因此，总方程将简化为

其中K是固定常数。

相同的温差配置具有不同的结果，R1和R2测量近侧量规和远侧量规之间的温差影响，R3和R4类似地测量温差的影响。即使两对具有不同的量规类型，但它们对温度变化引起的应变具有相同的敏感性。

其中K是固定常数。

V_out＝0

因此，我们可以粗略地将“C”量规视为温度补偿量规，并将“T”量规视为测量量规。

图19是表示力传感器1900的说明图，该力传感器1900包括在其上具有两个分离全桥电路的梁1902。梁1902包括近端部1902P和远端部1902D以及其间的中心部。第一分离桥式电路包括应变量规电阻器R_C1、R_C3、R_T1、R_T3。第一桥式电路被分开，其中压缩应变量规电阻器R_C1和拉伸量规电阻器R_T1定位在梁的近端部处，而压缩应变量规电阻器R_C3和拉伸量规电阻器R_T3定位在梁的远端部处。第二分离桥式电路包括应变量规电阻器R_C2、R_C4、R_T2、R_T4。第二桥式电路被分开，其中压缩应变量规电阻器R_C2和拉伸量规电阻器R_T2定位在梁的近端部处，而压缩应变量规电阻器R_C4和拉伸量规电阻器R_T4定位在梁的远端部处。

如图所示，导电的测量输出引线L1-L4和输入信号引线L5-L6设置在梁上，并且电耦合应变量规电阻器。测量输出引线L1设置成与梁的近端部、中心部和远端部一体延伸，以在节点V_O1 ^-处电耦合R_T1和R_T3。测量输出引线L2设置成与梁的近端部、中心部和远端部一体延伸，以在节点V_O1 ⁺处电耦合R_C1和R_C3。测量输出引线L3设置成与梁一体延伸，以在节点V_O2 ⁺处电耦合R_C2和R_C4。测量输出引线L4设置成与梁一体延伸，以在节点V_O2 ^-处电耦合R_T2和R_T4。输入信号引线L5在梁的近端部内延伸，以在节点V_I ⁺处电耦合R_C1、R_C2、R_T1和R_T2。输入信号引线L6在梁的远端部内延伸，以在节点V_I ^-处电耦合R_C3、R_C4、R_T3和R_T4。引线L1-L6与梁一体设置并机械耦合到梁。

耦合到R_T1、R_T3、R_C1、R_C3的输入分接节点V_I ⁺和耦合到R_T2、R_T4、R_C2、R_C4的输入分接节点V_I ^-充当输入信号节点，其被耦合以接收输入激励信号的正极性和负极性。分别在R_T1、R_T3的结点处和R_C1、R_C3的结点处的测量分接节点V_O1 ^-和V_O1 ⁺充当输出测量信号节点，其被耦合以提供指示应变的输出测量信号。同样，分别在R_T2、R_T4的结点处和R_C2、R_C4的结点处的测量分接节点V_O2 ^-和V_O2 ⁺充当输出测量信号节点，其被耦合以提供指示应变的输出测量信号。

由于每个分离电桥都包括设置在梁的近端部处的应变量规电阻器和设置在梁的远端部处的应变量规电阻器，所以电耦合每个桥的电阻器的引线L1-L6相对较长。例如，耦合图19的第一分离电桥和第二分离电桥的电阻器的引线比用于耦合图1的说明性电桥的非分离桥式电路的电阻器的引线相对更长，在图1中每个电桥完全定位在梁的近端部处或梁的远端部处。

因为相对于应变量规的尺寸，这些量规分布在横跨较大距离的梁位置处，所以分离桥式电路在应变量规之间引入了不希望的失衡引线电阻量。引线电阻可能影响传感器测量的准确性，并引入交叉耦合和与温度有关的偏移。

更具体地，通过产生应变量规的沉积和蚀刻工艺将导电引线一体地形成在梁上。优选地，例如，引线不响应于施加到梁上的力或温度的变化而改变电特性。然而，随着梁响应于施加到梁的力而偏转，沿着梁延伸以在梁的相对端部处耦合有源阻抗应变量规的导电引线经受应变，这改变了导电线的电阻。在一些示例中，引线的长度在数量级上可以与构成蛇状电阻应变量规元件的导线部分的总长度相当。因为电连接线的作用不像桥式电路的有源电阻元件，所以导电线的电阻变化会导致应变测量失真。因此，需要降低引线电阻并平衡剩余的最小引线电阻。

图20A至图20B是表示示例力传感器2000的说明图，该力传感器2000包括具有中轴线2004的梁2002，并且包括两个分离全桥电路，这些全桥电路具有通过测量输出引线L1’-L4’电耦合的分离桥半部，并且电耦合的输入引线L5-L6与梁2002机械隔离。图20A以简化框图的形式说明了分离桥半部的应变量规元件R_C1-R_C4和R_T1-R_T4，并且示出了在分离桥半部的应变量规元件之间延伸的机械隔离的测量输出引线L1’-L4’，并且示出了在节点V_I ⁺处电耦合R_C1、R_C2、R_T1和R_T2的输入信号引线L5’，并且示出了在节点V_I ^-处电耦合R_C3、R_C4、R_T3和R_T4的输入信号引线L6’。图20B说明了图20A的示例传感器的应变量规元件R_C1-R_C4和R_T1-R_T4的第一示例布置的细节。图20C说明了图20A的示例传感器2000的应变量规元件R_C1-R_C4和R_T1-R_T4的第二示例布置的细节。为了简化附图，在图20B至图20C中省略了机械隔离的测量输出引线L1’-L4’和输入引线L5-L6，但是下面解释了它们的互连。

参照图20A，图20A的机械隔离的测量输出引线L1’-L4’对应于图19的相应标记的一体测量输出引线L1-L4。机械隔离的引线L1’-L4’从梁的外部布线，这种实施方式的一个示例是使引线L1’-L6’是引线键合到该梁的柔性电路/电缆的一部分。柔性电缆将被安装以使其具有足够的松弛度，从而由于施加的力而产生的梁的偏转不对柔性电路/电缆产生任何应变，此外，柔性电路上的引线可以由诸如铜的较低电阻的电气材料(与诸如镍克罗(镍和铬的合金)的较高电阻的薄膜材料相比)制成，因此提供较低量值的引线电阻。因此，电耦合应变量规元件的引线L1’-L4’与由于施加到梁的偏转力(未示出)而在梁2002的偏转期间所施加的应变机械隔离。

参照图20B的示例性双桥布置，除了引线的变化，图20B的示例力传感器2000的布置与图19的传感器的布置相同。细长的测量输出引线L1’-L4’和输入引线L5-L6与梁机械隔离，并且较短的一体近端引线段X_P1-X_P6和较短的一体远端引线段X_D1-X_D6与梁成一体设置。结果，在梁的机械偏转期间，较少的应力施加到引线，并且因此，与图19的示例传感器相比，应变测量的失真较小。

机械隔离的引线L1’被设置成在梁的近端部、中心部和远端部之间与梁机械隔离地延伸，以在近端桥半部和远端桥半部中标记为V_O1 ^-的节点处电耦合R_C1和R_C3。隔离的引线L2’被设置成在梁的近端部、中心部和远端部之间与梁机械隔离地延伸，以在近端桥半部和远端桥半部中标记为V_O1 ⁺的节点处电耦合R_T1和R_T3。隔离的引线L3’被设置成在梁的近端部、中心部和远端部之间与梁机械隔离地延伸，以在近端桥半部和远端桥半部中标记为V_O2 ^-的节点处电耦合R_C2和R_C4。隔离的引线L4’被设置成在梁的近端部、中心部和远端部之间与梁机械隔离地延伸，以在近端桥半部和远端桥半部中标记为V_O2 ⁺的节点处电耦合R_T2和R_T4。近端引线元件X_P3-X_P4耦合到电压V_I ⁺，从而以电压V_I ⁺电耦合R_C1、R_C2、R_T1和R_T2。远端引线元件X_D3-X_D4耦合到电压V_I ^-，从而将R_C3、R_C4、R_T3和R_T4电耦合到电压V_I ⁺。

参照图20C的示例性双桥布置，每个压缩量规电阻器和每个拉伸量规电阻器围绕梁的中轴线2004对称地布置。此外，在第二示例布置中，第一电桥的近端半部的R_C1和R_T1以及第二电桥的近端半部的R_C2和R_T2围绕它们之间的近侧横向轴线2006P对称地布置在梁的近端部处。R_T1部分围绕R_C1，而R_T2部分围绕R_C2。R_C1和R_T1的端子在近侧横向轴线2006P附近横向对准，而R_C2和R_T2的端子在近侧横向轴线2006P远处横向对准。类似地，第一电桥的远端半部的R_C3和R_T3以及第二电桥的远端半部的R_C4和R_T4还围绕它们之间的远侧横向轴线2006D对称地布置在梁的远端部处。R_C3和R_T3的端子在远侧横向轴线2006D附近横向对准，而R_C4和R_T4的端子在远侧横向轴线2006D远处横向对准。R_C3部分围绕R_C3，而R_T4部分围绕R_C4。

仍然参考图20C，细长的引线段L1’-L4’与梁机械隔离，并且较短的一体近端引线段X_P7-X_P8和较短的一体远端引线段X_D7-X_D8与梁成一体设置。结果，在梁的机械偏转期间，较少的应力被施加到引线，因此与图19的示例传感器相比，发生较小的应变测量失真。

对于图20B至图20C的第一示例布置和第二示例布置，节点和引线之间的耦合是相同的。更具体地，参考图20C，机械隔离的引线L1’被设置成在梁的近端部、中心部和远端部之间与梁机械隔离地延伸，以在近端桥半部和远端桥半部中标记为V_O1 ^-的节点处电耦合R_C1和R_C3。隔离的引线L2’被设置成在梁的近端部、中心部和远端部之间与梁机械隔离地延伸，以在近端桥半部和远端桥半部中标记为V_O1 ⁺的节点处电耦合R_T1和R_T3。隔离的引线L3’被设置成在梁的近端部、中心部和远端部之间与梁机械隔离地延伸，以在近端桥半部和远端桥半部中标记为V_O2 ^-的节点处电耦合R_C2和R_C4。隔离的引线L4’被设置成在梁的近端部、中心部和远端部之间与梁机械隔离地延伸，以在近端桥半部和远端桥半部中标记为V_O2 ⁺的节点处电耦合R_T2和R_T4。近端引线元件X_P7-X_P8耦合到电压V_I ⁺，从而以电压V_I ⁺电耦合R_C1、R_C2、R_T1和R_T2。远端引线元件X_D7-X_D8耦合到电压V_I ^-，从而将R_C3、R_C4、R_T3和R_T4电耦合到电压V_I ⁺。

图21是示出设置在图20A的梁2002上的一组近端连接焊盘(pad)2110P和一组远端连接焊盘2110D的示意图，其中输入焊盘2112和测量焊盘2114具有匹配的面积。该组近端连接焊盘2110和该组远端连接焊盘2110设置在示例梁2002上，用于将机械隔离的测量输出引线L1’-L4’和输入信号线L5’-L6’电耦合到应变量规电阻器。引线键合(在图21中是从焊盘到引线集合的小弧线，还请包括L5-L6到引线束)将测量输出引线L1’-L4’电耦合到焊盘测量焊盘2114，并将输入信号引线L5’-L6’耦合到输入焊盘2112。如图所示，输入信号焊盘2112被耦合以接收激励电压V_I ⁺、V_I ^-。如图所示，测量输出焊盘2114被耦合以接收感测到的输出电压V_O1 ^-、V_O1 ⁺、V_O2 ^-、V_O2 ⁺。

传统上，所有焊盘通常都有相同的面积，因此具有相同的电阻。引线键合可以是可变的，但是这可能影响焊盘和引线之间的电连接的电阻，进而可能影响不同电引线上的信号之间的零偏移，并且还可能影响电连接的温度灵敏度。输入焊盘处的电阻增加会影响电压的增益，这与测量的灵敏度有关。输出测量焊盘处的电阻增加会影响零偏移。通常，增益可能比零偏移更容易通过例如使用软件来管理。

图22是示出一组近端连接焊盘2110P’和一组远端连接焊盘2110D’的示意图，其中测量输出焊盘2114’具有比输入信号焊盘2112’更大的面积。输入焊盘面积被牺牲以提供更大的测量焊盘面积。较大的测量焊盘面积导致测量焊盘2114’的电阻减小，这减小了引线键合变化对连接焊盘电阻的影响，进而减小了引线键合变化对零偏移的影响。因此，与输入信号焊盘尺寸相比，测量焊盘尺寸的相对增加减小了测量焊盘电阻的可变性，从而减小了引线键合的位置和尺寸的变化对测量精度的影响。

仍参考图22，一组近端连接焊盘2110P’和一组远端连接焊盘2110D’设置在示例梁2002上，用于将机械隔离的引线L1’-L4’和L5’-L6’电耦合到应变量规电阻器。引线键合将引线L1’-L4’电耦合到测量输出焊盘2114’。如图所示，输入信号焊盘2112’被耦合以接收激励电压V_I ⁺、V_I ^-。如图所示，测量信号输出焊盘2114’被耦合以接收感测到的输出电压V_O1 ^-、V_O1 ⁺、V_O2 ^-、V_O2 ⁺。

图23是示出力传感器2000的说明性电路示意图，该力传感器2000包括设置在共享激励电压输入V_I ⁺、V_I ^-的梁上的示例性第一分离桥式电路2310和第二分离桥式电路2320。每个桥式电路的半部被设置在梁的近端部处，并且每个桥式电路的半部被设置在梁的远端部处。然而，为了简化附图，图23未示出在梁的相对端部处的近端半部和远端半部的物理分离。图23示出第一分离桥式电路和第二分离桥式电路在梁上的不重叠的分开位置处的示例布置。图5示出第一分离桥式电路和第二分离桥式电路的示例错行布置。图6示出第一分离桥式电路和第二分离桥式电路的示例交错布置。

如上文所解释，使用两个分离桥式电路实现了测量冗余，每个桥式电路具有设置在梁的近端部处的半桥并且具有设置在梁的远端部处的半桥部分。例如，两个分离桥式电路的相应输出测量的失配指示测量错误以及两个桥式电路中的一个或两个的可能损坏。为了确保确定测量失配的准确性，例如，第一桥式电路和第二桥式电路的相应分接引线的电阻应匹配。

图24是表示图23的示例性双分离桥式电路的分接引线的说明图。电压电平和电路节点之间的分接引线具有相等的引线长度并且具有均匀的线宽以在给定的分接点和电耦合到分接点的每个电路节点之间提供匹配电阻。因此，每个分接点和电耦合到分接点的节点之间的电阻是平衡的。

具体来说，例如，如V_I ⁺分接点两侧的单个斜线标记所示，激励输入电压V_I ⁺的分接点与接收V_I ^+A的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度等于电压V_I ⁺的分接点与接收V_I ^+B电路节点之间的分接引线长度和引线宽度。

如V_I ^-分接点的两侧的两个斜线标记所示，激励输入电压V_I ^-的分接点与接收V_I ^-A的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度等于电压V_I ^-的分接点与接收V_I ^-B的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度。

如V_O1 ⁺分接点两侧的三个斜线标记所示，测量电压V_O1 ⁺的分接点与提供V_O1 ^+A的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度等于电压V_O1 ⁺的分接点与接收V_O1 ^+B的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度。

如V_O1 ^-分接点两侧的四个斜线标记所示，测量电压V_O1 ^-的分接点与提供V_O1 ^-A的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度等于电压V_O1 ^-的分接点与接收V_O1 ^-B的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度。

如V_O2 ⁺分接点两侧的五个斜线标记所示，测量电压V_O2 ⁺的分接点与提供V_O2 ^+A的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度等于电压V_O2 ⁺的分接点与接收V_O2 ^+B的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度。

如V_O2 ^-分接点两侧的五个斜线标记所示，测量电压V_O2 ^-的分接点与提供V_O2 ^-A的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度等于电压V_O2 ^-的分接点与接收V_O2 ^-B的电路节点之间的分接引线长度和引线宽度。

相等的分接引线长度确保了每个分接点的每一侧的平衡分接引线长度电阻，从而可以基于例如测量输出信号失配来更准确地确定电路损坏。

尽管已经示出和描述了说明性示例，但是在前述公开中设想了各种各样的修改、改变和替换，并且在某些情况下，可以采用示例的一些特征而无需相应地使用其他特征。本领域普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。因此，本公开的范围应仅由所附权利要求书限制，并且适当地以与本文公开的示例的范围一致的方式广义地解释权利要求书。呈现以上描述以使本领域的任何技术人员能够创建和使用具有梁和分布式桥式电路的力传感器。对示例的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他示例和应用。在前面的描述中，出于解释的目的阐述了许多细节。然而，本领域普通技术人员将意识到，可以在不使用这些特定细节的情况下实践本发明。在其他实例中，以框图形式示出了公知的过程，以免不必要的细节使本发明的描述不清楚。相同的附图标记可以用于表示不同附图中相同或相似项目的不同视图。因此，根据本发明的示例的前述描述和附图仅是对本发明原理的说明。因此，应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例进行各种修改。

Claims (26)

1.一种力传感器，其包括：

梁，其包括近端部、远端部、在所述梁的所述近端部与所述梁的所述远端部之间的第一面，在所述梁的所述近端部与所述梁的所述远端部之间延伸的纵向轴线，以及在所述梁的所述第一面中平行于所述纵向轴线延伸并且与所述第一面的相对边缘等距的中轴线；

在所述梁的所述第一面上的第一惠斯通电桥，所述第一惠斯通电桥包括第一拉伸量规电阻器和第二拉伸量规电阻器以及第一压缩量规电阻器和第二压缩量规电阻器；以及

在所述梁的所述第一面上的第二惠斯通电桥，所述第二惠斯通电桥包括第三拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器以及第三压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器；

其中所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器以及所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处；

其中所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器以及所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处；以及

其中所述第一拉伸量规电阻器、所述第二拉伸量规电阻器、所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器位于所述第一面上并且沿着所述梁的所述第一面中的所述中轴线对准。

2.根据权利要求1所述的力传感器，其中：

所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器在所述梁上共位；

所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器在所述梁上共位；

所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器在所述梁上共位；并且

所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器在所述梁上共位。

3.根据权利要求1所述的力传感器，其中：

所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器包括相应的第一拉伸量规电阻器细长部和第三拉伸量规电阻器细长部，并且所述第一拉伸量规电阻器细长部和所述第三拉伸量规电阻器细长部相互交错；

所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器包括相应的第一压缩量规电阻器细长部和第三压缩量规电阻器细长部，并且所述第一压缩量规电阻器细长部和所述第三压缩量规电阻器细长部相互交错；

所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器包括相应的第二拉伸量规电阻器细长部和第四拉伸量规电阻器细长部，并且所述第二拉伸量规电阻器细长部和所述第四拉伸量规电阻器细长部相互交错；并且

所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器包括相应的第二压缩量规电阻器细长部和第四压缩量规电阻器细长部，并且所述第二压缩量规电阻器细长部和所述第四压缩量规电阻器细长部相互交错。

4.根据权利要求1所述的力传感器，其中

所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器包括相应的第一拉伸量规电阻器蛇形配置和第三拉伸量规电阻器蛇形配置，并且所述第一拉伸量规电阻器蛇形配置和所述第三拉伸量规电阻器蛇形配置相互交错；

所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器包括相应的第一压缩量规电阻器蛇形配置和第三压缩量规电阻器蛇形配置，并且所述第一压缩量规电阻器蛇形配置和所述第三压缩量规电阻器蛇形配置相互交错；

所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器包括相应的第二拉伸量规电阻器蛇形配置和第四拉伸量规电阻器蛇形配置，并且所述第二拉伸量规电阻器蛇形配置和所述第四拉伸量规电阻器蛇形配置相互交错；并且

所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器包括相应的第二压缩量规电阻器蛇形配置和第四压缩量规电阻器蛇形配置，并且所述第二压缩量规电阻器蛇形配置和所述第四压缩量规电阻器蛇形配置相互交错。

5.根据权利要求1所述的力传感器，其中：

所述第一压缩量规电阻器、所述第二压缩量规电阻器、所述第三压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器位于所述第一面上并且沿着所述梁的所述第一面中的所述中轴线对准。

6.根据权利要求1所述的力传感器，其中：

所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器中的一个在所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器之间，并且所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器中的另一个与所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器中的仅一个或另一个相邻；以及

所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器中的一个在所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器之间，并且所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器中的另一个与所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器中的仅一个或另一个相邻。

7.根据权利要求6所述的力传感器，其中：

所述第一压缩量规电阻器、所述第二压缩量规电阻器、所述第三压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器位于所述第一面上并且沿着所述梁的所述第一面中的所述中轴线对准。

8.根据权利要求1所述的力传感器，其中：

所述梁包括与所述第一面正交的第二面；

所述力传感器包括在所述梁的所述第二面上的第三惠斯通电桥，并且所述第三惠斯通电桥包括第五拉伸量规电阻器和第六拉伸量规电阻器以及第五压缩量规电阻器和第六压缩量规电阻器；

所述力传感器包括在所述梁的所述第二面上的第四惠斯通电桥，并且所述第四惠斯通电桥包括第七拉伸量规电阻器和第八拉伸量规电阻器以及第七压缩量规电阻器和第八压缩量规电阻器；

所述第五拉伸量规电阻器和所述第七拉伸量规电阻器以及所述第五压缩量规电阻器和所述第七压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处；以及

所述第六拉伸量规电阻器和所述第八拉伸量规电阻器以及所述第六压缩量规电阻器和所述第八压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处。

9.一种力传感器，其包括：

梁，其包括近端部、远端部、在所述梁的所述近端部与所述梁的所述远端部之间的第一面，以及在所述梁的所述近端部与所述梁的所述远端部之间延伸的纵向轴线；

在所述梁的所述第一面上的第一拉伸量规半惠斯通电桥，所述第一拉伸量规半惠斯通电桥包括第一拉伸量规电阻器和第二拉伸量规电阻器；

在所述梁的所述第一面上的第二拉伸量规半惠斯通电桥，所述第二拉伸量规半惠斯通电桥包括第三拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器；以及

在所述梁的所述第一面上的压缩量规半惠斯通电桥，所述压缩量规半惠斯通电桥包括第一压缩量规电阻器和第二压缩量规电阻器；

其中所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器以及所述第一压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处，所述第一压缩量规电阻器在所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器之间；并且

其中所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器以及所述第二压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处，所述第二压缩量规电阻器在所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器之间。

10.根据权利要求9所述的力传感器，其中：

所述梁包括中轴线，所述中轴线在所述梁的所述第一面中平行于所述纵向轴线延伸并且与所述第一面的相对边缘等距；

所述第一拉伸量规电阻器、所述第二拉伸量规电阻器、所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器位于所述第一面上并且沿着所述梁的所述第一面中的所述中轴线对准；并且

所述第一压缩量规电阻器和所述第二压缩量规电阻器位于所述第一面上并且沿着所述梁的所述第一面中的所述中轴线对准。

11.根据权利要求9所述的力传感器，其中：

所述梁包括与所述第一面正交的第二面；

所述力传感器包括在所述梁的所述第二面上的第三拉伸量规半惠斯通电桥，并且所述第三拉伸量规半惠斯通电桥包括第五拉伸量规电阻器和第六拉伸量规电阻器；

所述力传感器包括在所述梁的所述第二面上的第四拉伸量规半惠斯通电桥，并且所述第四拉伸量规半惠斯通电桥包括第七拉伸量规电阻器和第八拉伸量规电阻器；

所述力传感器包括在所述梁的所述第二面上的第二压缩量规半惠斯通电桥，并且所述第二压缩量规半惠斯通电桥包括第三压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器；

所述第五拉伸量规电阻器和所述第七拉伸量规电阻器以及所述第三压缩量规电阻器在所述梁的近端部处；

所述第六拉伸量规电阻器和所述第八拉伸量规电阻器以及所述第四压缩量规电阻器在所述梁的远端部处。

12.一种力传感器，其包括：

梁，所述梁包括近端部、远端部和在所述梁的所述近端部与所述梁的所述远端部之间的第一面；

在所述梁的所述第一面上的第一桥式电路，所述第一桥式电路包括多个拉伸量规电阻器；

在所述梁的所述第一面上的第二桥式电路，所述第二桥式电路包括多个拉伸量规电阻器；以及

在所述梁的所述第一面上的第三桥式电路，所述第三桥式电路包括多个压缩量规电阻器；

其中在所述梁的所述第一面中的中轴线被限定与所述梁的侧面等距；

其中来自所述第一桥式电路和所述第二桥式电路中的每一个的拉伸量规电阻器和来自所述第三桥式电路的压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处，并且绕所述梁的所述第一面中的所述中轴线对称地设置；并且

其中来自所述第一桥式电路和所述第二桥式电路中的每一个的拉伸量规电阻器和来自所述第三桥式电路的压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处，并且绕所述梁的所述第一面中的所述中轴线对称地设置。

13.根据权利要求12所述的力传感器，其中：

在所述梁的所述近端部处的所述第一桥式电路的所述拉伸量规电阻器和在所述梁的所述近端部处的来自所述第二桥式电路的所述拉伸量规电阻器在所述梁上共位；并且

在所述梁的所述远端部处的所述第一桥式电路的所述拉伸量规电阻器和在所述梁的所述远端部处的来自所述第二桥式电路的所述拉伸量规电阻器共位。

14.根据权利要求12所述的力传感器，其中：

在所述梁的所述近端部处的来自所述第三桥式电路的所述压缩量规电阻器处于在所述梁的所述近端部处的来自所述第一桥式电路和所述第二桥式电路中的每一个的所述拉伸量规电阻器之间；并且

在所述梁的所述远端部处的来自所述第三桥式电路的所述压缩量规电阻器处于在所述梁的所述远端部处的来自所述第一桥式电路和所述第二桥式电路中的每一个的所述拉伸量规电阻器之间。

15.一种力传感器，其包括：

梁，其包括近端部、远端部和在所述梁的所述近端部与所述梁的所述远端部之间的第一面；

所述梁的所述第一面上的第一惠斯通电桥，

所述第一惠斯通电桥包括第一拉伸量规电阻器和第二拉伸量规电阻器以及第一压缩量规电阻器和第二压缩量规电阻器，

所述第一拉伸量规电阻器和所述第一压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处，以及

所述第二拉伸量规电阻器和所述第二压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处；

与所述梁机械隔离的第一测量信号引线，

所述第一测量信号引线电耦合所述第一压缩量规电阻器和所述第二压缩量规电阻器；和

与所述梁机械隔离的第二测量信号引线，

所述第二测量信号引线电耦合所述第一拉伸量规电阻器和所述第二拉伸量规电阻器；

其中所述梁包括近侧横向轴线，所述近侧横向轴线在所述第一压缩量规电阻器和第三压缩量规电阻器之间延伸，所述第一压缩量规电阻器和所述第一拉伸量规电阻器向近侧偏移于所述近侧横向轴线和所述第三压缩量规电阻器，并且第三拉伸量规电阻器向远侧偏移于所述近侧横向轴线；并且

其中所述梁包括远侧横向轴线，所述远侧横向轴线在所述第二压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器之间延伸，所述第二压缩量规电阻器和所述第二拉伸量规电阻器向近侧偏移于所述远侧横向轴线和所述第四压缩量规电阻器，并且第四拉伸量规电阻器向远侧偏移于所述远侧横向轴线。

16.根据权利要求15所述的力传感器，其进一步包括：

在所述梁的所述第一面上的第二惠斯通电桥，

其中所述第二惠斯通电桥包括第三拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器以及第三压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器，

其中所述第三拉伸量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处，并且

其中所述第四拉伸量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处；

与所述梁机械隔离的第三测量信号引线，

其中所述第三测量信号引线电耦合所述第三压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器；和

与所述梁机械隔离的第四测量信号引线，

其中所述第四测量信号引线电耦合所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器。

17.根据权利要求16所述的力传感器，其中：

在所述梁的所述第一面中的中轴线被限定与所述梁的侧面等距；

所述第一压缩量规电阻器、所述第二压缩量规电阻器、所述第三压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器中的每一个绕所述梁的所述第一面中的所述中轴线对称地设置；并且

所述第一拉伸量规电阻器、所述第二拉伸量规电阻器、所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器中的每一个绕所述梁的所述第一面中的所述中轴线对称地设置。

18.根据权利要求16所述的力传感器，其中：

在所述梁的所述第一面中的中轴线被限定与所述梁的侧面等距；

所述第一压缩量规电阻器、所述第二压缩量规电阻器、所述第三压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器中的每一个绕所述梁的所述第一面中的所述中轴线完全对称地设置；并且

所述第一拉伸量规电阻器、所述第二拉伸量规电阻器、所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器中的每一个绕所述梁的所述第一面中的所述中轴线完全对称地设置。

19.根据权利要求15所述的力传感器，其还包括：

第一输入信号分接线，其电耦合所述第一压缩量规电阻器和所述第一拉伸量规电阻器以接收第一输入信号；

第二输入信号分接线，电耦合所述第二压缩量规电阻器和所述第二拉伸量规电阻器以接收第二输入信号；

第一输入信号焊盘，其电耦合到所述第一输入信号分接线并且具有面积；

第二输入信号焊盘，其电耦合到所述第二输入信号分接线并且具有面积；

第一测量信号焊盘，其电耦合到所述第一测量信号引线并且具有面积；和

第二测量信号焊盘，其电耦合到所述第一测量信号引线并且具有面积；

其中所述第一输入信号焊盘的面积小于所述第一测量信号焊盘和所述第二测量信号焊盘的每一个面积；并且

所述第二输入信号焊盘的面积小于所述第一测量信号焊盘和所述第二测量信号焊盘的每一个面积。

20.根据权利要求19所述的力传感器，其中：

所述第一输入信号焊盘被引线键合到所述第一输入信号分接线；

所述第二输入信号焊盘被引线键合到所述第二输入信号分接线；

所述第一测量信号焊盘被引线键合到所述第一测量信号引线；并且

所述第二测量信号焊盘被引线键合到所述第一测量信号引线。

21.根据权利要求19所述的力传感器，其进一步包括：

在所述梁的所述第一面上的第二惠斯通电桥，

其中所述第二惠斯通电桥包括第三拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器以及第三压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器，

其中所述第三拉伸量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处，

其中所述第四拉伸量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处，

其中所述第一输入信号分接线将所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器以及所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器电耦合到所述第一输入信号，以及

其中所述第二输入信号分接线将所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器以及所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器电耦合到所述第二输入信号；

与所述梁机械隔离的第三测量信号引线，

其中所述第三测量信号引线电耦合所述第三压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器；

与所述梁机械隔离的第四测量信号引线，

其中所述第四测量信号引线电耦合所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器；

第三测量信号焊盘，其电耦合到所述第三测量信号引线并且具有面积；和

第四测量信号焊盘，其电耦合到所述第四测量信号引线并且具有面积；

其中所述第一输入信号焊盘的面积小于所述第一测量信号焊盘、所述第二测量信号焊盘、所述第三测量信号焊盘和所述第四测量信号焊盘的每一个面积；并且

所述第二输入信号焊盘的面积小于所述第一测量信号焊盘、所述第二测量信号焊盘、所述第三测量信号焊盘和所述第四测量信号焊盘的每一个面积。

22.一种力传感器，其包括：

梁，其包括近端部、远端部，以及在所述梁的所述近端部与所述梁的所述远端部之间的第一面；

在所述梁的所述第一面上的第一惠斯通电桥；

在所述梁的所述第一面上的第二惠斯通电桥；

与所述梁机械隔离的第一测量信号引线；

与所述梁机械隔离的第二测量信号引线；

与所述梁机械隔离的第三测量信号引线；和

与所述梁机械隔离的第四测量信号引线；

其中所述第一惠斯通电桥包括第一拉伸量规电阻器和第二拉伸量规电阻器以及第一压缩量规电阻器和第二压缩量规电阻器；

其中所述第二惠斯通电桥包括第三拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器以及第三压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器；

其中所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器以及所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处；

其中所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器以及所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处；

其中所述第一测量信号引线电耦合所述第一压缩量规电阻器和所述第二压缩量规电阻器，所述第一测量信号引线包括第一测量信号分接点，并且所述第一测量信号引线在所述第一测量信号分接点和所述第一压缩量规电阻器之间的电阻匹配所述第一测量信号引线在所述第一测量信号分接点和所述第二压缩量规电阻器之间的电阻；

其中所述第二测量信号引线电耦合所述第一拉伸量规电阻器和所述第二拉伸量规电阻器，所述第二测量信号引线包括第二测量信号分接点，并且所述第二测量信号引线在所述第二测量信号分接点和所述第一拉伸量规电阻器之间的电阻匹配所述第二测量信号引线在所述第二测量信号分接点和所述第二拉伸量规电阻器之间的电阻；

其中所述第三测量信号引线电耦合所述第三压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器，所述第三测量信号引线包括第三测量信号分接点，并且所述第三测量信号引线在所述第三测量信号分接点和所述第三压缩量规电阻器之间的电阻匹配所述第三测量信号引线在所述第三测量信号分接点和所述第四压缩量规电阻器之间的电阻；和

其中所述第四测量信号引线电耦合所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器，所述第四测量信号引线包括第四测量信号分接点，并且所述第四测量信号引线在所述第四测量信号分接点和所述第三拉伸量规电阻器之间的电阻匹配所述第四测量信号引线在所述第四测量信号分接点和所述第四拉伸量规电阻器之间的电阻。

23.根据权利要求22所述的力传感器，其进一步包括：

第一输入信号分接线，其电耦合所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器以及所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器以接收第一输入信号；和

第二输入信号分接线，其将所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器以及所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器电耦合到第二输入信号；

其中所述第一输入信号分接线包括第一输入信号分接点，并且所述第一输入信号分接线在所述第一输入信号分接点与所述第一压缩量规电阻器和所述第一拉伸量规电阻器的结合点之间的电阻匹配所述第一输入信号分接线在所述第一输入信号分接点与所述第三压缩量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器的结合点之间的电阻；并且

其中所述第二输入信号分接线包括第二输入信号分接点，并且所述第二输入信号分接线在所述第二输入信号分接点与所述第二压缩量规电阻器和所述第二拉伸量规电阻器的结合点之间的电阻匹配所述第二输入信号分接线在所述第二输入信号分接点与所述第四压缩量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器的结合点之间的电阻。

24.一种力传感器，其包括：

梁，其包括近端部、远端部，以及在所述梁的所述近端部与所述梁的所述远端部之间的第一面；

在所述梁的所述第一面上的第一拉伸量规半惠斯通电桥；

在所述梁的所述第一面上的第二拉伸量规半惠斯通电桥；

在所述梁的所述第一面上的压缩量规半惠斯通电桥；

与所述梁机械隔离的第一测量信号引线；

与所述梁机械隔离的第二测量信号引线；

与所述梁机械隔离的第三测量信号引线；

第一输入信号分接线；

第二输入信号分接线；

第一输入信号焊盘，其具有面积；

第二输入信号焊盘，其具有面积；

第一测量信号焊盘，其具有面积；

第二测量信号焊盘，其具有面积；以及

第三测量信号焊盘，其具有面积；

其中所述第一拉伸量规半惠斯通电桥包括第一拉伸量规电阻器和第二拉伸量规电阻器；

其中所述第二拉伸量规半惠斯通电桥包括第三拉伸量规电阻器和第四拉伸量规电阻器；

其中所述压缩量规半惠斯通电桥包括第一压缩量规电阻器和第二压缩量规电阻器；

其中所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器以及所述第一压缩量规电阻器在所述梁的所述近端部处；

其中所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器以及所述第二压缩量规电阻器在所述梁的所述远端部处；

其中所述第一测量信号引线电耦合所述第一压缩量规电阻器和所述第二压缩量规电阻器；

其中所述第二测量信号引线电耦合所述第一拉伸量规电阻器和所述第二拉伸量规电阻器；以及

其中所述第三测量信号引线电耦合所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器；

其中所述第一输入信号分接线电耦合所述第一压缩量规电阻器与所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器以接收第一输入信号；

其中所述第二输入信号分接线电耦合所述第二压缩量规电阻器与所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器以接收第二输入信号；

其中所述第一输入信号焊盘电耦合到所述第一输入信号分接线；

其中所述第二输入信号焊盘电耦合到所述第二输入信号分接线；

其中所述第一测量信号焊盘电耦合到所述第一测量信号引线；

其中所述第二测量信号焊盘电耦合到所述第二测量信号引线；以及

其中所述第三测量信号焊盘电耦合到所述第三测量信号引线；

其中所述第一输入信号焊盘的面积小于所述第一测量信号焊盘、所述第二测量信号焊盘和所述第三测量信号焊盘的每一个面积；以及

其中所述第二输入信号焊盘的面积小于所述第一测量信号焊盘、所述第二测量信号焊盘和所述第三测量信号焊盘的每一个面积。

25.根据权利要求24所述的力传感器，其中：

所述第一测量信号引线包括与所述第一压缩量规电阻器和所述第二压缩量规电阻器等距间隔的第一测量信号分接点；

所述第二测量信号引线包括与所述第一拉伸量规电阻器和所述第二拉伸量规电阻器等距间隔的第二测量信号分接点；并且

所述第三测量信号引线包括与所述第三拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器等距间隔的第三测量信号分接点。

26.根据权利要求25所述的力传感器，其进一步包括：

所述梁的所述第一面上的第二压缩量规半惠斯通电桥，其中所述第二压缩量规半惠斯通电桥包括第三压缩量规电阻器和第四压缩量规电阻器，其中所述第三压缩量规电阻器位于所述梁的所述近端部，并且其中所述第四压缩量规电阻器位于所述梁的所述远端部；

第一输入信号分接线，其电耦合所述第一压缩量规电阻器和所述第三压缩量规电阻器以及所述第一拉伸量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器以接收第一输入信号；和

第二输入信号分接线，其电耦合所述第二压缩量规电阻器和所述第四压缩量规电阻器以及所述第二拉伸量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器以接收第二输入信号；

其中所述第一输入信号分接线包括第一输入信号分接点，并且所述第一输入信号分接线在所述第一输入信号分接点与所述第一压缩量规电阻器和所述第一拉伸量规电阻器的结合点之间的电阻匹配所述第一输入信号分接线在所述第一输入信号分接点与所述第三压缩量规电阻器和所述第三拉伸量规电阻器的结合点之间的电阻，

其中所述第二输入信号分接线包括第二输入信号分接点，并且所述第二输入信号分接线在所述第二输入信号分接点与所述第二压缩量规电阻器和所述第二拉伸量规电阻器的结合点之间的电阻匹配所述第二输入信号分接线在所述第二输入信号分接点与所述第四压缩量规电阻器和所述第四拉伸量规电阻器的结合点之间的电阻。

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