Question

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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15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15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15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，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而     的电阻（以上两空均填“增大”或“减小”）。
（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

（1）电压，（2）D，（3）增大，（4）减小，减小，（5）小，

(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)外力F增大时，上应变片金属电阻丝长度变长，电阻变大，下应变片金属电阻丝长度变短，电阻变小。
（3）压力越大电子称示数越大，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）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增大。
（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。