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問答題 石英晶體壓電式傳感器，面積為100mm²，厚度為1mm，固定在兩金屬板之間，用來測量通過晶體兩面力的變化。材料的彈性模量為9×10¹⁰Pa，電荷靈敏度為2pC／N，相對介電常數(shù)是5.1，材料相對兩面間電阻是10¹⁴Ω。一個20pF的電容和一個100MΩ的電阻與極板并聯(lián)。若所加力F=0.01sin（1000t）N，求：
（1）兩極板間電壓峰—峰值；
（2）晶體厚度的最大變化。

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1.問答題分析壓電加速度傳感器的頻率響應(yīng)特性。若測量電路為電壓前量放大器C_總=1000pF，R_總=500MΩ；傳感器固有頻率f₀=30kHz，阻尼比ζ=0.5，求幅值誤差在2％以內(nèi)的使用頻率范圍。

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（1）壓電晶體的電壓靈敏度足K_u；
（2）測量系統(tǒng)的高頻響應(yīng)；
（3）如系統(tǒng)允許的測量幅值誤差為5％，可測最低頻率是多少？
（4）如頻率為10Hz，允許誤差為5％，用并聯(lián)連接方式，電容值是多大？

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3.問答題 有一壓電晶體，其面積為20mm²，厚度為10mm，當(dāng)受到壓力P=10MPa作用時，求產(chǎn)生的電荷量及輸出電壓：
（1）零度X切的縱向石英晶體；
（2）利用縱向效應(yīng)的BaTiO₃。

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4.問答題什么是壓電效應(yīng)？試比較石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)。

參考答案：壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負相反的電...

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5.問答題已知平板電容傳感器極板間介質(zhì)為空氣，極板面積S=a×a=（2×2）cm²，間隙d₀=0.1mm。求：傳感器的初始電容值；若由于裝配關(guān)系，使傳感器極板一側(cè)間隙d₀，而另一側(cè)間隙為d₀+b（b=0.01mm），此時傳感器的電容值。

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