2. Force, pressure, and acceleratio

2. Force, pressure, and acceleration sensor. A force sensor is built as a capacitor with one plate fixed while the other can move against a spring with constant k [N/m]. By pressing on the movable plate, the distance the plate moves is directly proportional to the force. The plates have an area S and are separated by a distance d. The permittivity of the material between the plates is that of free space. Using Figure 2, and assuming the plate has moved a distance x from the rest position:
a. Find the relation between measured force and the capacitance of the sensor.
b. Plot a calibration curve for the following values: k = 5 N/m, S = 1 cm2, d = 0.02 mm.
c. How can this device be used to measure pressure? Calculate the relation between pressure and capacitance.
d. How can this device be used to measure acceleration? Calculate the relation between acceleration and capacitance. Assume the mass of each plate is m [kg] and that the mass of the spring is negligible.

Kết quả (Việt) 2:

2. Lực lượng, áp suất và cảm biến gia tốc. Một cảm biến lực được xây dựng như một tụ điện với một tấm cố định trong khi người kia có thể di chuyển đối với một mùa xuân với hằng số k [N / m]. Bằng cách nhấn vào tấm di chuyển, khoảng cách di chuyển các tấm là tỷ lệ thuận với lực lượng này. Các tấm có diện tích S và cách nhau một khoảng cách d. Các permittivity của vật liệu giữa các tấm là không gian miễn phí. Sử dụng hình 2, và giả sử các tấm đã di chuyển một khoảng cách x từ vị trí còn lại:
a. Tìm mối quan hệ giữa lực đo và điện dung của bộ cảm biến.
b. Vẽ một đường cong hiệu chuẩn cho các giá trị sau: k = 5 N / m, S = 1 cm2, d = 0,02 mm.
c. Làm thế nào thiết bị này có thể được sử dụng để đo áp lực? Tính toán mối quan hệ giữa áp suất và điện dung.
d. Làm thế nào thiết bị này có thể được sử dụng để đo gia tốc? Tính toán mối quan hệ giữa gia tốc và điện dung. Giả sử khối lượng của mỗi tấm là m [kg] và rằng khối lượng của lò xo là không đáng kể.