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压电式传感器的原理:是以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面上产生电荷,从而实现非电量测量。
特点: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、重量轻等优点。
应用领域:压电传感元件是力敏感元件,它可以测量最终能变换为力的非电物理量,例如动态力、动态压力、振动加速度,在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等领域得到了广泛的应用。
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第一节压电效应及压电材料
一、压电效应
二、石英晶体(SiO2)的压电效应
三、陶瓷的压电效应
四、压电材料
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一、压电效应
顺(正)压电效应:
某些电介质,当沿着一定方向对其施力而使它变形时,内部就产生极化现象,同时在它的一定表面上便产生符号相反的电荷;当外力去掉后,又重新恢复到不带电状态;当作用力方向改变时,电荷极性也随之改变。这种机械能转化为电能的现象称为正压电效应或顺压电效应。
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逆压电效应(电致伸缩效应)
当在电介质的极化方向施加电场,这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力,当外加电场撤去时,这些变形或应力也随之消失,这种将电能转变为机械能的现象。
正压电效应
电能
机械能
逆压电效应
压电元件
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二、石英晶体(SiO2)的压电效应
Z
X
Y
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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(a)晶体外形;(b)切割方向;(c)晶片
石英坐标
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1、石英晶体产生压电效应原理
“+”代表Si4+,
“-”代表2O2-。
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