题目内容

9.传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用.有一种测量人体重的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器R(电阻会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成,压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V,请回答:
压力F/N0250500750100012501500…
电阻R/Ω300270240210180150120…
①把R写成关于F的函数关系:R=300-$\frac{3}{25}$F.
②该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘上示数为16mA处.
③如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20mA,这个人的体重是500N.

分析 压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如中表所示,可得出其函数关系,有闭合电路欧姆定律可求电流与力的关系.

解答 解:(1)F=0时,R=300Ω;当F=1000N时,R=180Ω
所以:$\frac{△F}{△R}=\frac{1000}{180-300}=\frac{25}{3}$
得:$R=300-\frac{3}{25}•F$
(2)由压力传感器R的电阻与所受压力的关系如中表所示,可得:F=0,R=300Ω,由闭合电路欧姆定律:$I=\frac{U}{R}$=1.6×10-2 A=16mA
即该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘 16mA处
(3)由闭合电路欧姆定律:$R=\frac{U}{I}=\frac{4.8}{20×1{0}^{-3}}=240Ω$    
     由表中数据得,F=500N,
如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20mA,则此人的体重是 500 N
故答案为:①R=300-$\frac{3}{25}$F;②16;③500

点评 该题属于休息给予的题目,考查了压力传感器的原理及应用,解答的关键是正确理解该测量的原理和信号的转换的关系.

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