Question

9．傳感器是把非電學量（如速度、溫度、壓力等）的變化轉換成電學量的一種元件，在自動控制中有著相當廣泛的應用．有一種測量人體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R（電阻會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻），顯示體重大小的儀表A（實質是理想的電流表）組成，壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1×10⁷Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如下表所示．設踏板和壓桿的質量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V，請回答：

壓力F/N	0	250	500	750	1000	1250	1500	…
電阻R/Ω	300	270	240	210	180	150	120	…

①把R寫成關于F的函數關系：R=300-$\frac{3}{25}$F．
②該秤零起點（即踏板空載時）的刻度線應標在電流表刻度盤上示數為16mA處．
③如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數為20mA，這個人的體重是500N．

Answer 1

分析 壓力傳感器R（電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻）且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如中表所示，可得出其函數關系，有閉合電路歐姆定律可求電流與力的關系．

解答 解：（1）F=0時，R=300Ω；當F=1000N時，R=180Ω
所以：$\frac{△F}{△R}=\frac{1000}{180-300}=\frac{25}{3}$
得：$R=300-\frac{3}{25}•F$
（2）由壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如中表所示，可得：F=0，R=300Ω，由閉合電路歐姆定律：$I=\frac{U}{R}$=1.6×10^-2 A=16mA
即該秤零起點（即踏板空載時）的刻度線應標在電流表刻度盤 16mA處
（3）由閉合電路歐姆定律：$R=\frac{U}{I}=\frac{4.8}{20×1{0}^{-3}}=240Ω$    
     由表中數據得，F=500N，
如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數為20mA，則此人的體重是 500 N
故答案為：①R=300-$\frac{3}{25}$F；②16；③500

點評 該題屬于休息給予的題目，考查了壓力傳感器的原理及應用，解答的關鍵是正確理解該測量的原理和信號的轉換的關系．