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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(fā)生機(jī)械變形時(shí)，相應(yīng)地在一定的晶體表面產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷（即產(chǎn)生電位差），外力去掉后，電荷消失。
力的方向改變時(shí)，電荷的符號(hào)也隨之改變，這種現(xiàn)象稱壓電效應(yīng)（正壓電效應(yīng)）。反之當(dāng)晶體帶電或處于電場(chǎng)中，則產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱逆壓電效應(yīng)。具有壓電效應(yīng)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(nèi)的經(jīng)歷有許多自發(fā)極化電疇。 在極化處理之前，各晶粒內(nèi)電疇任意方向排列，自發(fā)極化的作用相互抵消，陶瓷內(nèi)極化強(qiáng)度為零。
在陶瓷上施加外電場(chǎng)時(shí)，電疇自極化方向轉(zhuǎn)至與外電場(chǎng)方向一致，此時(shí)擁有一定的極化強(qiáng)度。
當(dāng)外電場(chǎng)撤出后，各電疇的自發(fā)極化方向在一定程度上按原外加電場(chǎng)方向取向，陶瓷極化強(qiáng)度并不立即恢復(fù)到零，此時(shí)存在剩余極化強(qiáng)度。
同時(shí)陶瓷兩端出現(xiàn)束縛電荷，一端為正一端為負(fù)，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(shí)束縛電荷與自由電荷數(shù)值相等極性相反因此陶瓷片對(duì)外不顯極性。
如果在壓電陶瓷上加上一個(gè)與極化方向平行的外力，陶瓷片產(chǎn)生壓縮變形，片內(nèi)自由電荷之間距離減小，電疇發(fā)生偏轉(zhuǎn)，極化強(qiáng)度變小，因此吸附在表面的自由電子有一部分被釋放呈現(xiàn)放電現(xiàn)象。當(dāng)外力撤銷時(shí)，陶瓷片恢復(fù)原狀，極化強(qiáng)度增大，又吸附一部分自由電荷，呈現(xiàn)充電現(xiàn)象。
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