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，使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，下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】（1）電壓； （2）D； （3） 增大；（4）減小、減小； （5）小

【解析】

試題分析：（1）由“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．”可知

這種力傳感器是將力的大小轉換為電壓的裝置．

（2）由“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．”和電阻與長度的關系可知外力F增大時，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。故選D

（3）由“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．”和“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．”可知，傳感器輸出的電壓U隨外力F增大而增大。

（4）由圖丙可知，金屬電阻絲的阻值隨溫度的增大而減小，所以，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減小的電阻，同樣下金屬電阻絲串聯阻值也是隨溫度升高而減小的電阻．

（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冬天比夏天小，因為冬天溫度低，下金屬電阻絲電阻小．