Question

【題目】閱讀短文，回答問題

壓力傳感器

壓力傳感器種類很多，電子秤中測力裝置所使用的電阻應變式壓力傳感器就是其中的一種，它能夠將被測量的壓力信號轉化成電壓信號。電阻應變式壓力傳感器的原理如圖1所示，金屬梁右端為固定端，左端為自由端，金屬梁的上、下表面各緊貼一塊相同的應變片、應變片結構如圖2所示，它主要是由基底、金屬電阻絲和引線等組成，電阻絲固定在基底上，當應變片被拉長時，金屬電阻絲同時被拉長，電阻線的電阻變大。反之，當應變片被壓縮時，金屬電阻絲變短，電阻絲的電阻變小。

當自由端受到向下的壓力F時，金屬梁向下彎曲，上應變片被拉長，下應變片被壓縮。如果上、下金屬電阻絲有大小不變的電流I通過時，上應變片引線間兩端電壓為U1，下應變片引線間兩端電壓為U2，傳感器可以通過輸出兩個電壓的差值U（U=U1-U2）來反映壓力F的大小。

請回答下列問題：

（1）當應變片被拉長時，金屬電阻絲的電阻會變大，原因是 。

（2）當金屬梁沒有受到壓力時，由于 ，所以U1=U2，U=0。

（3）當金屬梁受力向下彎曲時，U1 ，U2 。（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

【答案】（1）電阻絲的長度變大電阻變大；

（2）上、下兩應變片均沒有發生形變，長度相等，電阻相等；（3）變大；變小

【解析】

試題分析：（1） 由第一段中的信息可知應變片被拉長時，金屬電阻絲的電阻會變大；（2）由第二段對傳感器的原理分析可知當金屬梁沒有受到壓力時，由于上、下兩應變片均沒有發生形變，長度相等，電阻相等，則U1=U2，U=0；（3）上、下金屬電阻絲有大小不變的電流I通過時，當金屬梁受力向下彎曲時上應變片被拉長，電阻變大，故上應變片引線間兩端電壓為U1變大，下應變片被壓縮，電阻變小，下應變片引線間兩端電壓為U2變小。