傳感器及測試技術(shù)章節(jié)練習(xí)(2020.03.10)

壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，假設(shè)重塊組件的質(zhì)量為m，壓電元件的壓電系數(shù)為d，傳感器殼體內(nèi)的等效阻尼系數(shù)為c。
要求：
（1）分別給出輸出電荷q及輸出電壓U與加速度a之間的關(guān)系；
（2）畫出此加速度傳感器的等效模型；
（3）推導(dǎo)傳感器的微分方程，并說明它是幾階環(huán)節(jié)的傳感器。

一個量程為10kN的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm，內(nèi)徑18mm。在其表面粘貼八個應(yīng)變片，4個沿軸向粘貼，4個沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120歐，靈敏度為2，泊松系數(shù)0.3，材料彈性模量E=2.1×10¹¹Pa。
要求：
（1）給出彈性元件貼片位置及全橋電路；
（2）計算傳感器在滿量程時，各應(yīng)變片電阻變化；
（3）當(dāng)橋路的供電電壓為10V時，計算傳感器的輸出電壓。