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现代检测技术电压式传感器PPT学习教案.pptx
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会计学
1
一、压电效应
(一)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,同时在它的两个相对的表面上便产生
符号相反的电荷;当外力去掉后,又重新恢复不带电的状
态;当作用力的方向改变时,电荷的极性也随着改变。晶
体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比,上述这种现
象称为正压电效应。
当在电介质的极化方向上施加电场时,这些电介质会产
生变形,外电场撤离,变形也随着消失,称为逆压电效应,
也称为电致伸缩效应。
具有压电效应的物质很多,常用压电材料如天然形成的石
英晶体、人工制造的压电陶瓷等。
第
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页
(二)石英晶体的压电效应
石英晶体是最常用的压电晶体之一,它是一个正六面体,在
晶体学中可以把它用三根互相垂直的轴来表示,其中纵向轴
z
称光轴;经过正六面体棱线并垂直于光轴的
x
轴称为电轴;与
z
轴和
x
轴同时垂直的
y
轴
(
垂直于正六面体的棱面
)
称为机
械轴。
将沿电轴
x
方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向
压电效应”。
而把沿机械轴
y
方向的力作用下产生电荷的压电效应称为
“横向压电效应”,而沿光轴
z
方向受力时不产生压电效应。
第
2
页
/
共
22
页
图
8-1
石英晶体的外形
与晶轴
第
3
页
/
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22
页
当晶片在沿
x
轴的方向上受到压缩应力 作用时,晶片将产生
厚度变形,并发生极化现象。在晶片的线性弹性范围内,极化强度
与应力 成正比,即:
式中, 为沿晶轴
x
方向施加的压缩力; 为压电系数,当受力方
向和变形不同时压电系数也不同,石英晶体的 ;
l
、
b
分别为石英晶片的长度和宽度。
x
x
P
x
l
b
F
d
d
P
x
x
x
1
1
1
1
x
F
1
1
d
1
1
2
1
1
10
3
.
2
C
N
d
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