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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

2019-05-03

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                                    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1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1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.
作业帮
(1)若向下力F越小,弹簧钢的弯曲程度越___(大/小),传感器输出的电压U越___(大/小).
(2)若向下的外力F1时,上、下应变片的电阻分别是R1、R2;外力F2时,上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′.若F1<F2,则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列是___
A.R1>R2>R1′>R2′B.R1′>R1>R2>R2
C.R1>R2>R2′>R1′D.R1>R1′>R2′>R2
(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___(大/小).
(4)进行温度补偿时,应给下应变片串联的电阻,最合适的是如图2中的___.
(5)当F=0时,由于弹簧钢具有___,会导致传感器输出的电压不等于0,产生“零误差”,需进行矫正.你的矫正“零误差”的方法是:___.
优质解答
(1)压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大,所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大.
(2)外力F1时,上、下应变片的电阻分别是R1、R2;此时R1>R2,外力F2时,上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′,此时R2′>R1′,若F1>F2,则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列R1>R2′>R1′>R2
(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减小,所以应补偿电阻随温度升高而增大,D选项电阻随温度的升高而增大,符合题意;
(5)当F=0时,由于弹簧钢具有弹性势能,会导致传感器输出的电压不等于0.矫正“零误差”的方法是对仪器进行检测.
故答案为:
(1)大;大;(2)D;(3)小;(4)D;(5)弹性势能;对仪器进行检测.
(1)压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大,所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大.
(2)外力F1时,上、下应变片的电阻分别是R1、R2;此时R1>R2,外力F2时,上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′,此时R2′>R1′,若F1>F2,则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列R1>R2′>R1′>R2
(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减小,所以应补偿电阻随温度升高而增大,D选项电阻随温度的升高而增大,符合题意;
(5)当F=0时,由于弹簧钢具有弹性势能,会导致传感器输出的电压不等于0.矫正“零误差”的方法是对仪器进行检测.
故答案为:
(1)大;大;(2)D;(3)小;(4)D;(5)弹性势能;对仪器进行检测.
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