圖*所示是大型機械廠裏用來稱重的電子吊秤,其中實現稱重的關鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是:掛鉤上掛上重物,傳...
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問題詳情:
圖*所示是大型機械廠裏用來稱重的電子吊秤,其中實現稱重的關鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是:掛鉤上掛上重物,傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發生形變,拉力敏感電阻絲的電阻也隨着發生變化,再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換爲電信號(電壓或電流),從而完成將所稱物體重量變換爲電信號的過程。
(1)簡述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因_______________________________。
(2)小明找到一根拉力敏感電阻絲RL,其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示,再按圖*所示電路製作了一個簡易“吊秤”。電路中電源電動勢E約15V,內阻約2Ω;靈敏毫安表量程爲10mA,內阻約5Ω;R是電阻箱,最大阻值是9999Ω;RL接在A、B兩接線柱上,透過光滑絕緣滑環可將重物吊起,接通電路完成下列*作.
a.滑環下不弔重物時,調節電阻箱,當電流表爲某一合適示數I時,讀出電阻箱的讀數R1;
b.滑環下吊上待測重物,測出電阻絲與豎直方向的夾角爲θ;
c.調節電阻箱,使_______,讀出此時電阻箱的讀數R2;
d.算得圖乙直線的斜率k和截距b;
則待測重物的重力G的表達式爲G=_____(用以上測得的物理量表示),測得θ=53°(sin53°=0.8,cos53°=0.6),R1、R2分別爲1052Ω和1030Ω,結合乙圖資訊,可得待測重物的重力G=_____N(結果保留三位有效數字)。
(3)針對小明的設計方案,爲了提高測量重量的精度,你認爲下列措施可行的是____________。
A.將毫安表換成量程不同,內阻更小的毫安表
B.將毫安表換成量程爲10μA的微安表
C.將電阻箱換成精度更高的電阻箱
D.適當增大A、B接線柱之間的距離
【回答】
電阻絲受拉力時,長度增加而橫截面積減小,根據電阻定律知其阻值增大 電流表的示數仍爲I 132N CD
【詳解】
(1)電阻絲受拉力時,長度增加而橫截面積減小,根據電阻定律知其阻值增大;
(2)根據等效替代法測電阻,調節電阻箱,使電流表的示數仍爲I;由其阻值隨拉力變化的圖像可得:
由平衡條件得:
由等效替代法測電阻得:
聯立解得:
可得待測重物的重力
(3)爲了提高測量重量的精度,將電阻箱換成精度更高的電阻箱,適當增大A、B接線柱之間的距離,根據閉合電路歐姆定理得電流
只有幾毫安,所以不能將毫安表換成量程爲10μA的微安表,或不能將毫安表換成其他量程,故選CD。
知識點:常見傳感器的工作原理及應用
題型:實驗,探究題
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