Question

【題目】如圖是利用壓敏電阻的特性測(cè)量壓力大小的電路，其中定值電阻R0=150Ω，電流表的量程0~0.06 A，托盤(pán)質(zhì)量忽略不計(jì)。已知壓敏電阻的阻值與其所受壓力的關(guān)系如下表所示：

壓力F/N	0	50	100	150	200	250	300	……
壓敏電阻R/Ω	300	270	240	210	180	150	120	……

（1）當(dāng)不稱(chēng)重時(shí)，電流表示數(shù)是0.02A，求電源電壓；

（2）寫(xiě)出壓敏電阻的阻值R與壓力F關(guān)系的表達(dá)式；

（3）求該裝置所能測(cè)量的壓力范圍。

Answer 1

【答案】(1)9V；(2) R=300Ω-（0.6Ω/N）·F；(3)0-500N。

【解析】

(1)由表中數(shù)據(jù)可知，不稱(chēng)重時(shí)，

F=G=0N，

則壓力傳感器R的阻值（即電路的電阻）為200Ω，電源電壓：

U=I（R+R0）=0.02A×（300Ω+150Ω）=9V；

(2)由表格數(shù)據(jù)可知，壓敏電阻的阻值R與壓力F成線性關(guān)系，設(shè)關(guān)系表達(dá)式是：

R=kF+ R′

任選兩組數(shù)據(jù)代入得，當(dāng)

F=50N

時(shí)，

R=270Ω，

有

270Ω=（50N）·k+ R′①

當(dāng)

F=150N

時(shí)，

R=210Ω，

有

210Ω=（150N）·k+ R′②

聯(lián)立①和②可得

k=-0.6Ω/N，R′=300Ω，

則壓敏電阻的阻值R與壓力F的關(guān)系表達(dá)式是：

R=300Ω -（0.6Ω/N）·F。

(3)當(dāng)I′=0.06A時(shí)，總電阻

R總′= =150Ω，

此時(shí)壓敏電阻的阻值

R′′=0，

由R-F關(guān)系式可得

F′=500N，

則該裝置所能測(cè)量的壓力范圍是0~500N 。

答：(1)電源電壓是9V；

(2)R=300Ω -（0.6Ω/N）·F。

(3)該裝置所能測(cè)量的壓力范圍是0~500N。