Question

【题目】阅读短文，回答问题： 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．

应变片采用半导体材料制成，其阻值与长度成正比．给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流，上应变片两端电压为U1 ， 下应变片两端电压为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．半导体应变片的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图乙所示．为消除温度变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片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）当弹簧钢没有受到压力时，U= ．
（2）当弹簧钢受力向下弯曲时，U1 ， U2 ． （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）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（选填“大”或“小”）．
（4）进行温度补偿时，应给下应变片串联的电阻，最合适的是图丙中的 ．

Answer 1

【答案】
（1）0
（2）变大；变小
（3）小
（4）A
【解析】解：（1）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；（2）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．压力越小电子秤示数越小，也就是输出的电压越小，所以说传感器输出的电压U随外力F减小而减小．（3）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．（4）原半导体电阻随温度升高而增大，所以应补偿电阻随温度升高而减小，A选项电阻随温度的升高而减小，故A正确；
所以答案是：（1）0；（2）变大；变小；（3）小；（4）A．