压电式传感器的工作原理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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：,电阻式传感器,电容式传感器,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。,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,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,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：,1,压电式传感器的工作原理；,2,压电效应；,3,逆压电效应；,4,以石英晶体为例理解压电效应的机理。,