Question

【题目】阅读短文，回答问题 压力传感器
压力传感器种类很多，电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器就是其中的一种，它能够将被测量的压力信号转化成电压信号．电阻应变式压力传感器的原理如题（1）图所示，金属梁右端为固定端，左端为自由端，金属梁的上、下表面各紧贴一块相同的应变片、应变片结构如题（2）图所示，它主要是由基底、金属电阻丝和引线等组成，电阻丝固定在基底上，当应变片被拉长时，金属电阻丝同时被拉长，电阻线的电阻变大．反之，当应变片被压缩时，金属电阻丝变短，电阻丝的电阻变小．

当自由端受到向下的压力F时，金属梁向下弯曲，上应变片被拉长，下应变片被压缩．如果上、下金属电阻丝有大小不变的电流I通过时，上应变片引线间两端电压为U1 ， 下应变片引线间两端电压为U2 ， 传感器可以通过输出两个电压的差值U（U=U1﹣U2）来反映压力F的大小．
请回答下列问题：
（1）压力传感器是将力的大小转换成为（选填“电流”或“电压”）的装置．
（2）压力F增大时，下应变片金属电阻丝电阻变 ．
（3）当金属梁受力向下弯曲时，U1 ， U2 ． （选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）当金属梁没有受到压力时，由于 ， 所以U1=U2 ， U=0．

Answer 1

【答案】
（1）电压
（2）小
（3）变大；变小
（4）两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等
【解析】解：（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大，电阻变大，下应变片金属电阻丝长度变短，电阻变小；（3）当金属梁受力向下弯曲时，上面金属电阻丝长度变大，电阻变大，下面金属电阻丝长度变短，电阻变小；由欧姆定律可知，电压U=IR，电流一定时，电阻越大，导体，U1变大，U2变小；（4）由题意可知，金属梁的上、下表面的应变片完全相同，即两应变片的电阻相同，且两应变片串联在电路中，所以通过两应变片的电流相等，根据U=IR可知，上应变片引线间两端电压为U1和下应变片引线间两端电压为U2相等；即U1=U2 ， U=U1﹣U2=0．故答案为：（1）电压；（2）小；（3）变大；变小；（4）两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等． （1）从题目所给信息中可知，传感器传输的是电压的差值，用电压的差值来反映力F的大小；（2）外力F增大时，上应变片被拉伸，下应变片被压缩，应变片长度发生变化，可知电阻的变化；（3）根据串联电路电流的特点结合U=IR分析，以U1=U2 ， U=0的原因；（4）外力F增大时，上面金属电阻丝被拉伸，下面金属电阻丝被压缩，电阻丝长度发生变化，可知电阻的变化；在电流相同时，根据U=IR分析，电压随电阻的变化．