Rtec-Instruments軸承試驗
壓電陶瓷傳感器的工作原理
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壓電陶瓷傳感器工作原理
壓電陶瓷傳感器采用特殊材料制成。某些晶體受一定方向外力作用而發生機械變形時,相應地在一定的晶體表面產生符號相反的電荷(即產生電位差),外力去掉后,電荷消失。
力的方向改變時,電荷的符號也隨之改變,這種現象稱壓電效應(正壓電效應)。反之當晶體帶電或處于電場中,則產生機械應力,這種現象稱逆壓電效應。具有壓電效應的材料稱壓電元件或壓電材料。壓電材料分為兩類:其中一類是單晶壓材料(如石英晶體); 另一類是極化的多晶壓電陶瓷(如鈦酸鋇、鋯鈦酸鋇等)。壓電陶瓷是人造多晶體,材料內的經歷有許多自發極化電疇。 在極化處理之前,各晶粒內電疇任意方向排列,自發極化的作用相互抵消,陶瓷內極化強度為零。
在陶瓷上施加外電場時,電疇自極化方向轉至與外電場方向一致,此時擁有一定的極化強度。
當外電場撤出后,各電疇的自發極化方向在一定程度上按原外加電場方向取向,陶瓷極化強度并不立即恢復到零,此時存在剩余極化強度。
同時陶瓷兩端出現束縛電荷,一端為正一端為負,由于束縛電荷的作用,兩段很快吸附一層外界的自由電子這時束縛電荷與自由電荷數值相等極性相反因此陶瓷片對外不顯極性。
如果在壓電陶瓷上加上一個與極化方向平行的外力,陶瓷片產生壓縮變形,片內自由電荷之間距離減小,電疇發生偏轉,極化強度變小,因此吸附在表面的自由電子有一部分被釋放呈現放電現象。當外力撤銷時,陶瓷片恢復原狀,極化強度增大,又吸附一部分自由電荷,呈現充電現象。
33q=dF