Question

【题目】阅读短文，回答问题：

力传感器在电子秤中的应用

电子秤所使用的测力装置是力传感器．

常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片．若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩．力越大，弹簧钢的弯曲程度越大．

应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感．给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U1，下应变片两引线间电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U＝U1－U2）输出，用来反映力F的大小．

金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示．为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响．

(1)这种力传感器是将力的大小转换为________(电流/电压)的装置．

(2)外力F增大时，下列说法正确的是________．

A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小

C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大

D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小

(3)传感器输出的电压U随外力F增大而__________．

(4)进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而_________的电阻．

(5)如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天_____(大/小)．

Answer 1

【答案】电压 D 增大 减小 小

【解析】

(1)[1]传感器把两个电压的差值输出，用来反映力F的大小，所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置．
(2)[2]外力F增大时，上应变片金属电阻丝长度变大，电阻变大，下应变片金属电阻丝长度变短，电阻变小．故选D．
(3)[3]压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大，所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大．
(4)[4]未进行温度补偿时，金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大，所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻．
(5)[5]冬天比夏天电阻增加的小，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小．