Question

8．閱讀短文，回答問(wèn)題
壓力傳感器
壓力傳感器種類(lèi)很多，電子秤中測(cè)力裝置所使用的電阻應(yīng)變式壓力傳感器就是其中的一種，它能夠?qū)⒈粶y(cè)量的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)．電阻應(yīng)變式壓力傳感器的原理如題
（1）圖所示，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(yīng)變片、應(yīng)變片結(jié)構(gòu)如題（2）圖所示，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(dāng)應(yīng)變片被拉長(zhǎng)時(shí)，金屬電阻絲同時(shí)被拉長(zhǎng)，電阻線的電阻變大．反之，當(dāng)應(yīng)變片被壓縮時(shí)，金屬電阻絲變短，電阻絲的電阻變�。�
當(dāng)自由端受到向下的壓力F時(shí)，金屬梁向下彎曲，上應(yīng)變片被拉長(zhǎng)，下應(yīng)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(guò)時(shí)，上應(yīng)變片引線間兩端電壓為U₁，下應(yīng)變片引線間兩端電壓為U₂，傳感器可以通過(guò)輸出兩個(gè)電壓的差值U（U=U₁-U₂）來(lái)反映壓力F的大小．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）壓力傳感器是將力的大小轉(zhuǎn)換成為電壓（選填“電流”或“電壓”）的裝置．
（2）壓力F增大時(shí)，下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻變小．
（3）當(dāng)金屬梁受力向下彎曲時(shí)，U₁變大，U₂變�。�（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（4）當(dāng)金屬梁沒(méi)有受到壓力時(shí)，由于兩應(yīng)變片的電阻相等，通過(guò)兩應(yīng)變片的電流相等，所以U₁=U₂，U=0．

Answer 1

分析 （1）從題目所給信息中可知，傳感器傳輸?shù)氖请妷旱牟钪�，用電壓的差值�?lái)反映力F的大�。�
（2）外力F增大時(shí)，上應(yīng)變片被拉伸，下應(yīng)變片被壓縮，應(yīng)變片長(zhǎng)度發(fā)生變化，可知電阻的變化；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)結(jié)合U=IR分析，以U₁=U₂，U=0的原因；
（4）外力F增大時(shí)，上面金屬電阻絲被拉伸，下面金屬電阻絲被壓縮，電阻絲長(zhǎng)度發(fā)生變化，可知電阻的變化；在電流相同時(shí)，根據(jù)U=IR分析，電壓隨電阻的變化．

解答 解：（1）傳感器把兩個(gè)電壓的差值輸出，用來(lái)反映力F的大小，所以這種力傳感器是將力的大小轉(zhuǎn)換為電壓的裝置；
（2）外力F增大時(shí)，上應(yīng)變片金屬電阻絲長(zhǎng)度變大，電阻變大，下應(yīng)變片金屬電阻絲長(zhǎng)度變短，電阻變�。�
（3）當(dāng)金屬梁受力向下彎曲時(shí)，上面金屬電阻絲長(zhǎng)度變大，電阻變大，下面金屬電阻絲長(zhǎng)度變短，電阻變�。挥蓺W姆定律可知，電壓U=IR，電流一定時(shí)，電阻越大，導(dǎo)體，U₁變大，U₂變��；
（4）由題意可知，金屬梁的上、下表面的應(yīng)變片完全相同，即兩應(yīng)變片的電阻相同，且兩應(yīng)變片串聯(lián)在電路中，所以通過(guò)兩應(yīng)變片的電流相等，根據(jù)U=IR可知，上應(yīng)變片引線間兩端電壓為U₁和下應(yīng)變片引線間兩端電壓為U₂相等；即U₁=U₂，U=U₁-U₂=0．
故答案為：（1）電壓；（2）小；（3）變大；變小；（4）兩應(yīng)變片的電阻相等，通過(guò)兩應(yīng)變片的電流相等．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)電子秤的知識(shí)，從題干中獲取有用的信息是解題的關(guān)鍵．