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压电式传感器一.压电式传感器的工作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压电传感元件是力敏感元件,所以它能测量最终能变换为力的那些物理量,例如力、压力、加速度等
1.压电效应某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象二.压电材料及其压电机理压电传感器的压电元件材料一般有三类
1.压电晶体(如石英晶体);石英晶体是最常用的压电晶体之一它的理想几何形状为正六面体晶柱在晶体学中可以用三根互相垂直的晶轴表示,其中纵向轴Z称为光轴;经过正六面体棱线且垂直于光轴的X轴和Z轴同时垂直的Y轴称为机械轴石英晶体的三个晶轴
(1)光学轴(基准轴,Z轴)光在该方向通过没有双折射现象,该方向没有压电效应,光学方法确定
(2)机械轴(Y轴)垂直XZ面,在电场的作用下,该轴方向的机械变形最明显
(3)电轴(X轴)经过晶体棱线,垂直于该轴的表面上压电效应最强当晶体受到X-X方向的外力作用时,晶体表面上产生的电荷为
2.经过极化处理的压电陶瓷;
3.高分子压电材料;。