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盾構(gòu)機(jī)電一體化技術(shù)主講人:路顏
軌道工程系(盾構(gòu)教研室)壓電效應(yīng)地下與隧道工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)Undergroundandtunnelengineeringtechnology1壓電傳感器Piezoelectricsensor工作原理壓電效應(yīng)壓電材料的分類(lèi)及特性測(cè)量轉(zhuǎn)換電路壓電傳感器的應(yīng)用一、壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)
天然結(jié)構(gòu)的石英晶體呈六角形晶柱,用金剛石刀具切割出一片正方形薄片。當(dāng)晶體薄片受到壓力時(shí),晶格產(chǎn)生變形,表面產(chǎn)生正電荷,電荷Q與所施加的力F成正比
,這種現(xiàn)象稱(chēng)為:“壓電效應(yīng)”。
還有一些人造的材料也具有壓電效應(yīng)。
若在電介質(zhì)的極化方向上施加交變電壓,它就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。當(dāng)去掉外加電場(chǎng)時(shí),電介質(zhì)的變形隨之消失,這種現(xiàn)象稱(chēng)為“逆壓電效應(yīng)”(電致伸縮效應(yīng))。知識(shí)小天地自然界中與壓電效應(yīng)有關(guān)的現(xiàn)象很多,例如在敦煌的鳴沙丘上,當(dāng)許多游客在沙丘上蹦跳或從鳴沙丘上往下滑時(shí),可以聽(tīng)到雷鳴般的隆隆聲。產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因是無(wú)數(shù)干燥的沙子(SiO2晶體)在振動(dòng)壓力下,表面產(chǎn)生電荷,在某些時(shí)刻,恰好形成電壓串聯(lián),產(chǎn)生很高的電壓,并通過(guò)空氣放電而發(fā)出聲音。在電子打火機(jī)中,多片串聯(lián)的壓電材料受到敲擊,產(chǎn)生很高的電壓,通過(guò)尖端放電,而點(diǎn)燃。與此相反,在音樂(lè)賀卡中是利用集成電路的輸出脈沖電壓,來(lái)激勵(lì)壓電片,利用逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)聲的。石英晶體的壓電效應(yīng)演示
當(dāng)力的方向改變時(shí),電荷的極性隨之改變,輸出電壓的頻率與動(dòng)態(tài)力的頻率相同;當(dāng)動(dòng)態(tài)力變?yōu)殪o態(tài)力時(shí),電荷將由于表面漏電而很快泄漏、消失。謝謝觀看
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