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时间:2020-02-26
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1、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
2、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:1.经过极化处理的压电陶瓷;2.高分子压电材料;
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