Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

力傳感器在電子秤中的應用

電子秤所使用的測力裝置是力傳感器．

常見的一種力傳感器由彈簧鋼和應變片組成，其結構示意圖如圖甲所示．彈簧鋼右端固定，在其上、下表面各貼一個相同的應變片．若在彈簧鋼的自由端施加向下的作用力F，則彈簧鋼發生彎曲，上應變片被拉伸，下應變片被壓縮．力越大，彈簧鋼的彎曲程度越大．

應變片結構如圖乙所示，其中金屬電阻絲的阻值對長度變化很敏感．給上、下金屬電阻絲提供相等且大小不變的電流，上應變片兩引線間電壓為U1，下應變片兩引線間電壓為U2，傳感器把這兩個電壓的差值U（U＝U1－U2）輸出，用來反映力F的大小．

金屬電阻絲的阻值隨溫度會發生變化，其變化情況如圖丙所示．為消除氣溫變化對測量精度的影響，需分別在上、下應變片金屬電阻絲與引線之間串聯一只合適的電阻，進行溫度補償．串聯合適的電阻后，測量結果不再受溫度影響．

(1)這種力傳感器是將力的大小轉換為________(電流/電壓)的裝置．

(2)外力F增大時，下列說法正確的是________．

A．上、下應變片金屬電阻絲電阻都增大B．上、下應變片金屬電阻絲電阻都減小

C．上應變片金屬電阻絲電阻減小，下應變片金屬電阻絲電阻增大

D．上應變片金屬電阻絲電阻增大，下應變片金屬電阻絲電阻減小

(3)傳感器輸出的電壓U隨外力F增大而__________．

(4)進行溫度補償時，應給上金屬電阻絲串聯阻值隨溫度升高而_________的電阻．

(5)如果未進行溫度補償，自由端受到相同的力F作用，該傳感器下應變片兩端的電壓U2冬天比夏天_____(大/小)．

Answer 1

【答案】電壓 D 增大 減小 小

【解析】

(1)[1]傳感器把兩個電壓的差值輸出，用來反映力F的大小，所以這種力傳感器是將力的大小轉換為電壓的裝置．
(2)[2]外力F增大時，上應變片金屬電阻絲長度變大，電阻變大，下應變片金屬電阻絲長度變短，電阻變小．故選D．
(3)[3]壓力越大電子秤示數越大，也就是輸出的電壓越大，所以說傳感器輸出的電壓U隨外力F增大而增大．
(4)[4]未進行溫度補償時，金屬電阻絲的阻值隨溫度的增大而增大，所以串聯的電阻應該是隨著溫度的升高而減小的電阻．
(5)[5]冬天比夏天電阻增加的小，所以該傳感器下應變片兩端的電壓U2冬天比夏天小．