文档介绍：一、压电效应
二、压电材料
三、压电式传感器的测量电路
四、压电式传感器的应用
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压电式传感器是一种典型的发电型传感器，以电介质的压电效应为基础，在外力作用下,在电介质表面产生电荷，从而实现非电量测量。
压电式传感器可以对各种动态力、机械冲击和振动进行测量，在声学、医学、力学、导航方面都得到广泛的应用。
压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等特点。
概述
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压电陶瓷位移器
压电陶瓷超声换能器
压电秤重浮游计
压电警号
压电加速度计
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某些电介质（晶体）
当沿着一定方向施加力变形时，内部产生极化现象，同时在它表面会产生符号相反的电荷；
当外力去掉后，又重新恢复不带电状态；
当作用力方向改变后，电荷的极性也随之改变；
一、压电效应
这种现象称正压电效应
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石英晶体的压电效应演示
当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输出电压的频率与动态力的频率相同；当动态力变为静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。
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压电元件
机械能
电能
压电效应是可逆的
在介质极化的方向施加电场时，电介质会产生形变，将电能转化成机械能，这种现象称
“逆压电效应”。
压电元件可以将机械能——转化成电能
也可以将电能——转化成机械能。
正压电效应
逆压电效应
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超声波传感器
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1、石英晶体的压电效应
Z
X
Y
(a)
(b)
石英晶体
(a)理想石英晶体的外形 (b)坐标系
Z
Y
X
石英晶体的理想外形是一个正六面体，在晶体学中它可用三根互相垂直的轴来表示，其中纵向轴Z－Z称为光轴；经过正六面体棱线，并垂直于光轴的X－X轴称为电轴；与X－X轴和Z－Z轴同时垂直的Y－Y轴（垂直于正六面体的棱面）称为机械轴。
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(b)
(a)
+
+
-
-
-
Y
X
X
Y
硅氧离子的排列示意图
(a) 硅氧离子在Z平面上的投影
（b）等效为正六边形排列的投影
+
石英晶体具有压电效应，是由其内部结构决定的。组成石英晶体的硅离子Si4+和氧离子O2-在Z平面投影，如图(a)。为讨论方便，将这些硅、氧离子等效为图(b)中正六边形排列，图中“＋”代表Si4+，“－”代表2O2-。
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