传感技术复习笔记（7）——压电式传感器
1 压电效应（Piezoelectric Effect）
- 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，同时在它的两个表面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。
- 这种机械能转为电能的现象，称为“正压电效应”。
逆压电效应
- 若对上述电介质施加电场作用时，同样会引起电介质内部正负电荷中心的相对位移而导致电介质产生变形，且其应变S与外电场强度E成正比：S=dtE
式中 dt——逆压电常数矩阵。这种现象称为逆压电效应，或称电致伸缩。
2 压电晶体
- 石英晶体俗称水晶，有天然和人工之分。目前传感器中使用的均是以居里点为573℃，晶体的结构为六角晶系的α-石英。其外形如图所示，呈六角棱柱体。有m、R、r、s、x共5组30个晶面组成。
居里点:丧失压电性的温度
- 石英（SiO2）是一种具有良好压电特性的压电晶体。其介电常数和压电系数的温度稳定性相当好。
- 在20℃～200℃范围内，温度每升高1℃，压电系数仅减少0.016％。但是当到573℃时，它完全失去了压电特性，这就是它的居里点。
3 压电陶瓷
- 压电陶瓷是人工多晶铁电体，原始的压电陶瓷呈现各向同性不具有压电性，因此，必须作极化处理，即在一定温度下对其施加强直流电场，迫使电畴趋向外电场方向作规则排列；极化电场去除后，趋向电畴基本保持不变，形成很强的剩余极化，从而呈现出压电性。
- 在陶瓷上施加外电场时，电畴的极化方向发生转动，趋向于按外电场方向的排列，从而使材料得到极化。
- 压电陶瓷也具有压电效应和逆压电效应
4 石英晶片的切型
- 天然结构的石英晶体外形是一个正六面体。石英晶体各个方向的特性是不同的。
- 【注意】
① 当晶片受到x方向的压力作用时，qx只与作用力Fx成正比，而与晶片的几何尺寸无关；
② 沿机械轴y方向向晶片施加压力时，产生的电荷是与几何尺寸有关的；
③ 石英晶体不是在任何方向都存在压电效应；
④ 晶体在哪个方向上有正压电效应，则在此方向上一定存在逆压电效应；
⑤ 无论是正或逆压电效应，其作用力（或应变）与电荷（或电场强度）之间皆呈线性关系。
5 石英晶体产生压电效应的原理
- 当石英晶体未受外力作用时，正、负离子正好分布在正六边形的顶角上，形成三个互成120°夹角的电偶极矩P1、P2、P3。 此时他们的矢量和为0，所以呈现电中性
5.1 X轴方向施加力
- 当晶体受到沿x方向的压力时，晶体沿x方向将产生收缩，正、负离子的相对位置随之发生变化。此时正、负电荷中心不再重合，电偶极矩P1减小，P2、P3增大。
- 在x方向上的分量不再等于零:(P1+P2+P3)x>0
- 在x轴的正向出现正电荷，在y、z方向不出现电荷。
- 同理，收到拉力时，在x轴的正向出现负电荷，在y、z方向不出现电荷。
- 这种沿X轴施加力，而在垂直于X轴晶面上产生电荷的现象即为纵向压电效应。
5.2 Y轴方向施加力
- 在x轴的正向出现正电荷，在y、z方向不出现电荷。
- 同理，如果施加压力，在x轴的正向出现负电荷，在y、z方向不出现电荷。
- 这种沿Y轴施加力，而在垂直于X轴晶面上产生电荷的现象即为横向压电效应。
- 由此看出，横向压电效应和纵向压电效应正好相反。
5.3 在沿z(即光轴)方向的力Fz 作用下，晶体不产生压电效应。
传感技术复习笔记（7）——压电式传感器相关推荐
- 传感器原理与检测技术复习笔记第六章-压电式传感器
第六章 压电式传感器 文章目录 第六章 压电式传感器 工作原理 压电效应 正压电效应 逆压电效应 压电材料 石英晶体(单晶体) 压电陶瓷(多晶体) 压电式传感器等效电路 压电式传感器的测量电路 压电元 ...
- 电荷放大器 压电效应 压电式传感器测量振动实验
压电式传感器测量振动实验 实验原理: 压电效应:当压电材料受外力作用时,内部产生极化现象,表面会产生符号相反的电荷.当外力去掉时,又重新恢复到不带电的状态,当作用力的方向改变后电荷的极性也随之改变. ...
- 传感技术复习笔记（5）——电容式传感器
1 工作原理 电容式传感器是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器. 结构简单.高分辨力.可非接触测量,并能在高温.辐射和强烈振动等恶劣条件下工作,这是它的独特优点.随着集成电路技术和计算机技 ...
- 传感技术复习笔记（3）——电阻应变计式传感器
1 应变效应 导体或半导体材料在外界力(固体内部应力)的作用下产生机械变形时,其电阻值发生变化, 这种现象称为"应变效应". 1.1 应变电阻的结构 一根长l,截面积为A的金属电阻 ...
- 传感技术复习笔记（4）——变磁阻式传感器
1 工作原理 变磁阻式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量如位移.压力.流量.重量.振动等转换成传感器线圈电感(自感量或互感量)的变化,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出的装置.(电感式传感器) ...
- 压电式加速度传感器动态特性
压电式加速度传感器动态特性 压电式加速度传感器工作原理如下图所示: 将加速度传感器壳体位移设为x1(t)x_1(t)x1(t),质块m运动设为x0(t)x_0(t)x0(t), 质块相对于壳体的运 ...
- 压电式压力传感器工作原理
压电效应是压电压力传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存.实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应 ...
- 传感与检测技术(机电)_简要问答题_复习笔记
声明:本文仅个人复习笔记,不作为任何正式场景的问答参考.版权所有,禁止复制到百度文库等其他平台. 虚拟仪器技术及应用LabView案例 课后作业 用Labview画一个三维的空心管(水管) 目 ...
- 不可多求的压电式雨量传感器内部技术问答
问:我原来使用485接口的翻斗式雨量传感器,如果换用压电雨量传感器,在采集端需要做哪些改动? 答:二者通讯协议完全兼容,都是Modbus-RTU格式.并且与485翻斗式相同,压电式读出的首个寄存器数据 ...
最新文章
- Open3d学习计划—高级篇 5（RGBD融合）
- Intellij IDEA 没办法创建java文件
- 【Linux 内核】进程管理 ( 进程特殊形式 | 内核线程 | 用户线程 | C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 | Linux 查看进程命令及输出字段解析 )
- MongoDB基本概念学习 - 集合
- SAP Smart Business design time = CDS view SADL
- Python 教你自动发微博，每日一句英语
- 你是怎么发现你的同事很有钱的？
- 夺命雷公狗-----React---5--props对象的传递
- JQueryDOM之插入节点
- 电子商务网站建设规划方案
- JustAuth升级到v1.8.1版本，新增AuthState工具类，可自动生成state
- 毕业了~(2008-06-04 11:22)
- CSS拓展选择器 组合选择器 后代选择器 交集选择器 伪类选择器
- 解决SQL server中提示对象名无效
- 解决IndexError: invalid index of a 0-dim tensor. Use tensor.item() to convert a 0-dim tensor to a Pyth
- 三星mzvlb1t0hblr是什么固态_固态硬盘跑分速度天梯图/天梯表，最全搜集。
- 【NFS共享存储服务】
- 上传图片直接显示图片操作
- Mac的IDEA如何配置并运行Vue
- 【总结】1457- 网页动画的十二原则