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题型:科普阅读题 题类:常考题 难易度:普通

半导体的特点++++++++ 20

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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)、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,最合适的是如图丙中的
(5)、当F=0时,由于弹簧钢具有重力,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.你矫正“零误差”的方法是:
举一反三
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半导体的应用

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料.半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料.

发光二极管(LED)是半导体二极管的一种,具有单向导电性.当二极管两端外加正向电压时,如果正向电压很小,正向电流也几乎为零,当正向电压大于某个值以后,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升.当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流几乎为零,二极管处于截止状态.外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿.因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高.如图甲所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线.

PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛.

家用固体电热灭蚊器也使用了PTC陶瓷电热元件,该元件电阻与温度的关系如图所示.

请根据上述材料,回答下列问题:

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