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傳感器與應(yīng)圍統(tǒng)感器及應(yīng)用第步章瓜電式傳器武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院傳感器與應(yīng)圍第五章壓電式傳感器5.1壓電效應(yīng)壓電效應(yīng):某些單晶體或多晶體陶瓷電介質(zhì),當(dāng)沿著一特定方向?qū)ζ涫┝Χ顾a(chǎn)生機(jī)械變形時(shí),其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象并在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)晶面上產(chǎn)生符號(hào)相反的等量電荷;當(dāng)外力取消后,電荷也隨之消失,晶體又重新恢復(fù)不帶電狀態(tài)極化面F武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院傳感器與應(yīng)圍逆壓電效應(yīng):當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)(電壓)作用時(shí),這些電介質(zhì)晶體會(huì)在一特定的晶軸方向上產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械壓力;外加電場(chǎng)消失時(shí),這些變形或應(yīng)力也隨之消失,此種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng),或稱電致伸縮現(xiàn)象正壓電效應(yīng)機(jī)械能{(壓電介質(zhì)Q()電能逆壓電效應(yīng)武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院傳感器與應(yīng)圍壓電方程:壓電材料在外力作用下產(chǎn)生的表面電荷通常用壓電方程表示F+(0)4=d0或Q=dF式中;q1—上的電荷密度(c/cm2;—畫(huà)上的總電荷量(C);a—j方向的應(yīng)力Ncm2);F—方向的作用力;D.材料的壓電常數(shù)(C/N,,2,3,閂,2,3,4,5,6)。i—表示晶體的極化方向,當(dāng)產(chǎn)生電荷的表面垂直于x軸(y軸或z軸)時(shí)=1(或2,3)產(chǎn)—1,2,3,4,5,6,分別表示沿x軸、y軸、z軸方向的單向應(yīng)力,和在垂直于x軸、y軸、z軸的平面(yz平面、x平面、xy平面)內(nèi)作用的剪切力d的符號(hào)—電場(chǎng)方向指向晶軸的正向時(shí)為正,反之為負(fù)。武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院傳感器與應(yīng)圍晶體在任意受力狀態(tài)下所產(chǎn)生的表面電荷密度可由下列方程組決定g1-dn01+d1202+d130,d1404tdisas+d16061q2=d201+d22+d203+d2O4+d205+d26q3=d3101+d202+d3O3+d3O4+d355+d36O6壓電材料的壓電特性可以用它的壓電常數(shù)矩陣表示dudj2dg3didisd,6(a,)=d2d,d2,d2d

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