Question

【题目】如图是利用压敏电阻的特性测量压力大小的电路，其中定值电阻R0=150Ω，电流表的量程0~0.06 A，托盘质量忽略不计。已知压敏电阻的阻值与其所受压力的关系如下表所示：

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300	……
压敏电阻R/Ω	300	270	240	210	180	150	120	……

（1）当不称重时，电流表示数是0.02A，求电源电压；

（2）写出压敏电阻的阻值R与压力F关系的表达式；

（3）求该装置所能测量的压力范围。

Answer 1

【答案】(1)9V；(2) R=300Ω-（0.6Ω/N）·F；(3)0-500N。

【解析】

(1)由表中数据可知，不称重时，

F=G=0N，

则压力传感器R的阻值（即电路的电阻）为200Ω，电源电压：

U=I（R+R0）=0.02A×（300Ω+150Ω）=9V；

(2)由表格数据可知，压敏电阻的阻值R与压力F成线性关系，设关系表达式是：

R=kF+ R′

任选两组数据代入得，当

F=50N

时，

R=270Ω，

有

270Ω=（50N）·k+ R′①

当

F=150N

时，

R=210Ω，

有

210Ω=（150N）·k+ R′②

联立①和②可得

k=-0.6Ω/N，R′=300Ω，

则压敏电阻的阻值R与压力F的关系表达式是：

R=300Ω -（0.6Ω/N）·F。

(3)当I′=0.06A时，总电阻

R总′= =150Ω，

此时压敏电阻的阻值

R′′=0，

由R-F关系式可得

F′=500N，

则该装置所能测量的压力范围是0~500N 。

答：(1)电源电压是9V；

(2)R=300Ω -（0.6Ω/N）·F。

(3)该装置所能测量的压力范围是0~500N。