新7-5 石英晶体压电式传感器的面积为1cm2 厚度为1mm,固定在两金属板之间，用来测量通过晶体两面力的变化。材料弹性模量为9×1010Pa，电荷灵敏度为2pC/N，相对介电常数为5.1，材料相对两面间的电阻为1014Ω。压电传感器后接放大电路，放大电路的输入电容为20pF,输入电阻为100MΩ(与极板并联)。若所加力F=0.01sin(103t)N，求： （1）两极板间的电压峰峰值；（2）晶体厚度的最大变化（应力=应变弹性模量，σ=εE）。 7?5(a)由题意知 ?传感器电容量 又?所加外力幅值 ?无负载时电荷量幅值
由题意w?1?10rad/s???RC?2.45135?10?A(w)?0.926?有负载时，两板间电压'?33S?1cmCa?2d?1mm?4.5135?10?12qr?5.1F?0?8.85?10?12Fm?r?0sdFm?0.01NSq?2pC/Nqm?Sq?Fm?0.02pC输出电压幅值输出电压峰峰值Vm?qmCa?4.43mvVp?p?2Vm?8.86mv出电压与理想输出电压w?H(w?)2当接入负载时，实际输相对幅频特性为A(?)?之比的Ri?100?Ra?10?4Ci?20pF峰峰值为：Vp?p?A(w)?Vp?p?0.926?8.86?8.20mv
7?5(b)当所受外力为最大压力时，厚度减小量最大； 当所受外力为最大拉力 由题意d?1mm ??d?2Fm?d时厚度量增加量最大。s?1cm2E?9?10Pa10E?S新8-4 已知某霍尔元件的尺寸为，长L=10mm，宽b=3.5mm，厚d=1mm。沿长度L方向通以电流I=1.0A,在垂直与
b?d?2.22?10?12m两个方向上加均匀磁场B=0.3T,输出霍尔电势UH?6.55mV。求该霍尔元件的灵敏度系数KH和载流子浓度n。
8?4已知某霍尔元件的尺寸 沿长度L方向通以电流
为长L?10mm,宽b?3.5mm,厚d?1mm。I?1.0A,在垂直与b?d两个方向上加均匀UH?6.55mV。求该霍尔元件的灵敏度磁场B?0.3T,输出霍尔电势系数KH和载流子浓度n。解：(1)由UH?KHIB可得灵敏度系数KH?UHIB?6.55?101.0?10?3?3?0.3?19?21.83V/AT(2)已知电子电荷量为由UH??载流子浓度IBned可得IBedUe??1.6?10Cn????H1.0?10?1.6?10?19?3?3?0.3?6.55?10?3?10