文档介绍：第6章压电式传感器压电式传感器是一种有源的双向机电传感器。它的工作原理是基于压电材料的压电效应。石英晶体的压电效应早在1680年即已发现,1948年制作出第一个石英传感器。压电效应对于某些晶体或陶瓷:?当沿着一定方向受到外力作用时,内部就产生极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;?当外力去掉后,又恢复到不带电状态;?当作用力方向改变时,电荷的极性也随着改变;?晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。上述现象称为正压电效应。反之,如对晶体施加一定变电场,晶体本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随着消失,称为逆压电效应。下页上页返回压电式传感器大都是利用压电材料的压电效应制成的。在电声和超声工程中也有利用逆压电效应制作的传感器。压电转换元件受力变形的状态可分为图6-1所示的几种基本形式。下页上页返回下页上页返回图6-l 压电转换元件受力变形的几种基本形式下页上页返回由于压电晶体的各向异性,并不是所有的压电晶体都能在这几种变形状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应。但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。石英晶体的压电效应图6-2石英晶体的外形和晶轴X轴——电轴;Y轴——机械轴;Z轴——光轴;下页上页返回图6-3 石英晶体压电效应示意图沿X轴或Y轴作用力,产生压电效应;沿Z轴作用力,不产生压电效应下页上页返回图6-4 石英晶体受力方向与电荷极性的关系纵向压电效应(沿X轴作用力)横向压电效应(沿Y轴作用力) 压电陶瓷的压电效应图6-4 压电陶瓷的极化过程和压电原理图