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压电式传感器的工作原理 授课教师：权清 压电式传感器的工作原理 引入： 传感器种类繁多 ，按其工作原理不同进 行分类 ： n电阻式传感器 n电容式传感器 n霍尔式传感器 压电式传感器的工作原理 一、 压电效应： 1 、压电效应： 某些电介质在沿一定方向受到外力 的作用变形时 ，由于内部电荷的极化现象，相应地在其表面产生 极性相反的电荷。 当外力消失时，又恢复不带电状态。 当外力方向改变时，电荷极性也随之改变。 压电式传感器的工作原理 一、 压电效应： 2 、逆压电效应： 在电介质的极化方向上施加交变电场，它 会发生机械变形。 当去掉外加电场，电介质变形消失又称之 为电致伸缩效应。 一、 压电效应： 3、以常见压电材料磁晶体为例 石英晶体 SiO2 六角晶系 规则六角棱柱体 3个晶轴 压电式传感器的工作原理 压电式传感器的工作原理 一、 压电效应： 3、以常见压电材料磁晶体为例 石英晶体具有压电效应是与其 内部结构相关的。 n在右图中， 沿光轴看去，可以 等效为正六边形排列。 压电式传感器的工作原理 一、 压电效应： 3、以常见压电材料磁晶体为例 当x方向受压力时的石英晶体 n如右图，沿 x 轴施加力 Fx 产 生了电荷 -“纵向压电效应” Q = d Fx (d 为压电常数) 压电式传感器的工作原理 一、 压电效应： 3、以常见压电材料磁晶体为例 当 y 轴方向受力时的石英晶体 n如右图沿 y 轴施加力 Fy ,产生 了电荷 -横向压电效应 (L : 石英晶片的长度) (：石英晶片的厚度) 压电式传感器的工作原理 一、 压电效应： 3、以常见压电材料磁晶体为例 当z轴方向受力时，沿光轴施加力，无压电效应 。 思考：当石英晶体沿x、y轴受到如上述图所示的力 时，都会产生极性相反的电荷，那么，当x、y轴同 时施加外力时，还会产生电荷吗？ 压电式传感器的工作原理 小结： n1 压电式传感器的工作
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