传感器及测试技术章节练习(2020.03.10)

压电式加速度传感器的结构如图所示，假设重块组件的质量为m，压电元件的压电系数为d，传感器壳体内的等效阻尼系数为c。
要求：
（1）分别给出输出电荷q及输出电压U与加速度a之间的关系；
（2）画出此加速度传感器的等效模型；
（3）推导传感器的微分方程，并说明它是几阶环节的传感器。

一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm，内径18mm。在其表面粘贴八个应变片，4个沿轴向粘贴，4个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120欧，灵敏度为2，泊松系数0.3，材料弹性模量E=2.1×10¹¹Pa。
要求：
（1）给出弹性元件贴片位置及全桥电路；
（2）计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；
（3）当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出电压。