傳感器原理及工程應(yīng)用習(xí)題參考答案1-資料下載頁
2025-06-18 05:45本頁面
【正文】 1CC0tUA0tUA0teAB第6章 壓電式傳感器一只x切型的石英晶體壓電元件，其，相對介電常數(shù)，橫截面積，厚度。求：（1）縱向受的壓力作用時(shí)壓電片兩電極間輸出電壓值為多大？（2）若此元件與高輸入阻抗運(yùn)放連接時(shí)連接電纜的電容為，該壓電元件的輸出電壓值為多大？（1）所謂縱向受力，是指作用力沿石英晶體的電軸方向（即x軸方向）。對于x切型的石英晶體壓電元件，縱向受力時(shí)，在x方向產(chǎn)生的電荷量為：壓電元件的電容量為： 所以兩電極間的輸出電壓值為 （2） 此元件與高輸入阻抗運(yùn)放連接時(shí)，連接電纜的電容與壓電元件本身的電容相并聯(lián)，輸出電壓將改變?yōu)椋? （3） （選作）一只石英晶體壓電式傳感器的面積，厚度d=1mm，固定在兩塊金屬板之間，用來測量作用在晶體兩表面上的力的變化。已知石英的彈性模量，相對介電常數(shù)，傳感器的電荷靈敏度，電阻。另有一個(gè)的電容和一個(gè)的電阻與極板并聯(lián)。所加外力。試求：（1）兩極板間電壓的峰－峰值；（2）晶體厚度的最大變化。石英晶體受力最大時(shí)，產(chǎn)生的電荷量最多。受力方向改變時(shí)，電荷符號也隨之改變。受正弦力作用時(shí)，電荷量也按照正弦規(guī)律變化。根據(jù)題意，可知所加外力的幅值為，因此，無負(fù)載時(shí)輸出的電荷量的幅值為：傳感器的電容量為： 則無負(fù)載時(shí)輸出電壓的幅值為 則無負(fù)載時(shí)兩極板間電壓的峰－峰值為： 接負(fù)載時(shí)，實(shí)際輸出電壓與理想輸出電壓之比的相對幅頻特性為式中，為所加外力的角頻率；為電路的時(shí)間常數(shù)，其中，為與的等效電阻，為與的等效電容，即故 所以有負(fù)載時(shí)兩極板間電壓的峰－峰值為：（2）當(dāng)所受外力為最大壓力時(shí)，厚度減小量最大；當(dāng)所受外力為最大拉力時(shí)，厚度增加量最大。所以厚度的最大變化量為可見厚度的改變量非常小。第8章 光電式傳感器8－8當(dāng)光纖的，如光纖外部介質(zhì)的，求光在光纖內(nèi)產(chǎn)生全反射時(shí)入射光的最大入射角。解：最大入射角 第13章 傳感器在工程檢測中的應(yīng)用若某光柵的柵線密度為50線/mm。求：所形成的莫爾條紋的間距。解：光柵柵距為 標(biāo)尺光柵與指示光柵之間的夾角為 莫爾條紋的間距為 利用一個(gè)六位循環(huán)碼碼盤測量角位移，其最小分辨率是多少？，則碼盤半徑應(yīng)有多大？若碼盤輸出數(shù)碼為“101101”，初始位置對應(yīng)數(shù)碼為“110100”，則碼盤實(shí)際轉(zhuǎn)過的角度是多少？解：六位循環(huán)碼碼盤測量角位移的最小分辨率為： 。碼盤半徑應(yīng)為： 循環(huán)碼101101的二進(jìn)制碼為110110，十進(jìn)制數(shù)為54；循環(huán)碼110100的二進(jìn)制碼為100111，十進(jìn)制數(shù)為39。碼盤實(shí)際轉(zhuǎn)過的角度為： 。21
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