第6章压电式传感器第一页，共八十二页。等效电路及测量电路1.2第6章压电式传感器压电效应及材料6.16.26.3压电传感器的应用第二页，共八十二页。第一节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,其内部就产生极化现象〔内部正负电荷中心相对位移〕,同时在它的两个外表上便产生符号相反的电荷,当外力去掉后,其又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。当作用力方向改变时,电荷的极性也随之改变。这种机械能转换为电能的现象,称为“正压电效应〞。压电效应第三页，共八十二页。压电效应--定义某些电介质〔晶体〕，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，同时在它的两个外表上便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，这种现象称压电效应。第四页，共八十二页。压电效应--分类正压电效应：当作用力方向改变时，电荷的极性也随之改变，常把这种机械能转换为电能的现象称正压电效应〔或顺压电效应〕。逆压电效应：当在电介质极化方向上施加电场，这些电介质也会在产生几何变形，当外加电场撤去时，这些变形也随之消失，这种将电能转化成机械能的现象称逆压电效应〔或称电致伸缩效应〕。第五页，共八十二页。压电效应具有可逆性，利用这一特性可以实现机械能和电能的相互转换。压电效应--特性压电元件机械能电能逆压电效应正压电效应第六页，共八十二页。第七页，共八十二页。第八页，共八十二页。第九页，共八十二页。第十页，共八十二页。压电晶体：如石英等；压电陶瓷：如钛酸钡、锆钛酸铅等；新型压电材料：压电半导体(如硫化锌、碲化镉等)高分子压电材料。自然界中大多数晶体都具有压电效应,但压电效应十分微弱压电材料--分类分类具有压电效应的材料称为压电材料。第十一页，共八十二页。石英是单晶体，具有规那么的几何外形，其形状为六角形晶柱，两端呈六棱锥形状。二、石英晶体第十二页，共八十二页。Z轴(光轴〕，是晶体的对称轴，用光学方法确定，作为基准轴。X轴(电轴)，经过正六棱柱相对的两个棱线，且垂直于光轴，该轴压电效应最显著。Y轴(机械轴)，垂直于两个相对的外表，在此轴上加力产生的变形最大。第十三页，共八十二页。石英晶体压电效应机理石英晶体：SiO2代表硅离子Si4++“”代表硅离子2O2–_“”当石英晶体没有受到外力作用时：1230PPP正负电荷中心重合晶体外表不产生电荷，呈电中性。第十四页，共八十二页。1.当石英晶体在X轴方向上受到压力时：结...
