传感器原理与技术课件：压电效应.pptx

压电效应

响沙

鸣沙山

沙坡头

银肯响沙湾

东额其响沙

e

ee

中粒、细粒沙石英含量高

一定压力下产生压缩或延伸

挤压的石英沙子产生了电荷，当足够多电荷

聚集在地表并上升到空中，引起了电荷的放电声响。

响沙的由来压电效应的存在

物质

+

物质

-

+

物质

-

物质

物质

当作用力方向改变时，电荷极性也随之改变

正压电效应顺压电效应

物质

物质

物质

物质

逆压电效应电致伸缩效应

图3-2-2石英晶体的外形图

Z：光轴

晶体的对称轴

图3-2-2石英晶体的外形图

压电效应最明显

X：电轴

图3-2-2石英晶体的外形图

Y：机械轴

机械变形一般发生在此轴

图3-2-2石英晶体的外形图

石英晶体的压电效应与其内部结构有关

石英晶体化学式：SiO₂

图3-2-4石英晶体压电效应示意图

-

++

--

+

图3-2-4石英晶体压电效应示意图

-

++

--

+

图3-2-4石英晶体压电效应示意图

P=ql正、负电荷中心重合

q：电荷量电偶极矩的矢量和等于0

l：正、负电荷间的距离

P1+P2+P3=0

方向：负电荷指向正电荷

图3-2-4石英晶体压电效应示意图

图3-2-4石英晶体压电效应示意图

X轴方向分量Y、Z轴方向分量

P1+P2+P3＞0P1+P2+P3=0

X轴：正电荷Y、Z轴：无电荷

图3-2-4石英晶体压电效应示意图

沿X轴施加作用力，在垂直于X轴的晶体表面上产生电荷

Y、Z轴方向分量X轴方向分量

P1+P2+P3=0P1+P2+P3＜0

Y、Z轴：无电荷X轴：负电荷

沿Y轴施加作用在垂直于X轴的晶体表面上产生电荷

图3-2-5晶体切片上电荷极性与受力方向关系

无外电场作用时，电畴的极化效应相互抵消，压电陶瓷内极化强度为零

图3-2-6陶瓷电容的极化示意图

施加外电场外电场越强

电畴极化方向发生转动转动电畴越多

材料得到极化极化越饱和

图3-2-6陶瓷电容的极化示意图

所有电畴极化方向都整齐地与外电场

方向一致时，外电场去掉后，电畴的极化

方向基本不变。

图3-2-6陶瓷电容的极化示意图

受外力作用

因受力而产生的由机

电畴偏转械效应转变为电效应，将

机械能转变为电能的现