Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ




Доверь свою работу кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Физические явления при пьезоэффекте

Механическое воз­действие, приложенное определенным образом к пьезоэлектри­ческому кристаллу, порождает в нем электрическое напряжение. Это явление называется прямым пьезоэффектом. И наоборот, электрическое напряжение, приложенное к пьезоэлектрическому кристаллу, вызывает его механическую деформацию, что пред­ставляет собой обратный пьезоэффект.

Пьезоэффект обладает знакочувствительностью. Пьезоэлектричество наблюдается как в монокристаллических материалах, например в кварце, турмалине, ниобате лития, сегнетовой соли и др., так и в поликристаллических материалах, например в титанате бария, титанате свинца, цирконате свинца и др.

Физические явления, происходящие при пьезоэлектрическом эффекте, рассмотрим на примере широко известного пьезокристаллического материала — кварца, как показано на рис. 1.

Чтобы получить хорошие пьезоэлектрические свойства, квар­цевые кристаллы следует точно ориентировать. Природные фор­мы кристаллов также ограничиваются простейшими конфигура­циями, например пластинками или дисками.

 

Рис. 1. Схемы продольного (а) и поперечного (б) сжатия и сдвига (в) в кристалле кварца

 

Деформация ячейки не влияет на электрическое состояние вдоль оси Y. Здесь сумма поляризационных векторов в силу симметрии равна нулю.

Образование поляризационных зарядов на гранях, перпенди­кулярных оси X, под воздействием силы, направленной по этой оси X, называется продольным пьезоэффектом.

Эффект образования электрических зарядов на гранях, перпендикулярных механически нагружае­мым, называется поперечным пьезоэффектом.

При равномерном нагружении кристалла со всех сторон (на­пример, при гидростатическом сжатии) кристалл кварца остает­ся электрически нейтральным. Кристалл кварца остается также электрически нейтральным при механическом нагружении, дей­ствующем вдоль оси Z, перпендикулярной осям X и Y. Эта ось называется оптической осью кристалла.

При механическом воздействии сдвига, как показано на рис. 1, в, геометрическая сумма проекций векторов Р2 и Р3 на ось X оказывается равной третьему вектору направлен­ному вдоль оси X, и на гранях, перпендикулярных оси X, по­ляризационных зарядов не возникает. Однако проекции векто­ров Р2 и Р3 на ось Y между собой не равны, и на гранях, пер­пендикулярных оси У, возникает заряд.

Кроме естественных кристаллов, подобных кварцу или тур­малину, для получения пьезоэффекта может быть использована также и пьезокерамика.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 440. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.018 сек.) русская версия | украинская версия