差動(dòng)式電容加速度傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示。它有兩個(gè)固定極板（與殼體絕緣），中間有一用彈簧片支撐的質(zhì)量塊，此質(zhì)量塊的兩個(gè)端面經(jīng)過(guò)磨平拋光后作為動(dòng)極板（與殼體電連接）。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路，詳細(xì)說(shuō)明該結(jié)構(gòu)配合測(cè)量電路實(shí)現(xiàn)加速度測(cè)量的工作原理，所有結(jié)論的得出必須要有理論依據(jù)。

在如下圖所示的懸臂梁測(cè)力系統(tǒng)中，可能用到四個(gè)相同特性的電阻應(yīng)變片為R1、R2、R3、R4，各應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2，初值為ε=100Ω。當(dāng)試件受力F時(shí)，若應(yīng)變片要承受應(yīng)變，則其平均應(yīng)變?yōu)?epsilon;=1000um/m。測(cè)量電路的電源電壓為直流3V。
（1）若只用一個(gè)電阻應(yīng)變片構(gòu)成單臂測(cè)量電橋，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。
（2）若要求用兩個(gè)電阻應(yīng)變片測(cè)量，且既要保持與單臂測(cè)量電橋相同的電壓靈敏度，又要實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出兩個(gè)應(yīng)變片在懸臂梁上所貼的位置；繪出轉(zhuǎn)換電橋，標(biāo)明這兩個(gè)應(yīng)變片在橋臂中的位置。 
（3）要使測(cè)量電橋電壓靈敏度提高為單臂工作時(shí)的4，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)明各應(yīng)變片在懸臂梁上所貼的位置。繪出轉(zhuǎn)換電橋，標(biāo)明各應(yīng)變片在橋臂中的位置；并給出此時(shí)電橋輸出電壓及電橋非線性誤差的大小。

以阻值R=120Ω，靈敏度S=5.2Ω的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000με時(shí)。
（1）求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。
（2）求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。