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壓電效應(yīng)
某些單晶材料的結(jié)構(gòu)具有非對(duì)稱特性,當(dāng)這些材料受到外加應(yīng)力作用而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí),其內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)的變化(形變)會(huì)破壞原來(lái)宏觀表現(xiàn)為電中性的狀態(tài),產(chǎn)生極化電場(chǎng)(電極化),所產(chǎn)生的電場(chǎng)(電極化強(qiáng)度)與應(yīng)變的大小成正比。某些材料在機(jī)械應(yīng)力作用下,引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生極化,導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束搏電荷的現(xiàn)象,稱為壓電效應(yīng)。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng),它是由居里兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的。隨后,在1881年又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這類單晶材料還具有逆壓電效應(yīng),即具有正壓電效應(yīng)的材料在受到外加電場(chǎng)作用時(shí),會(huì)有應(yīng)力和應(yīng)變產(chǎn)生,其應(yīng)變與外電場(chǎng)的大小成正比。
壓電效應(yīng)是晶體結(jié)構(gòu)的一個(gè)特性,它與晶體結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性有關(guān),而壓電效應(yīng)的大小及性質(zhì)則與施加的應(yīng)力或電場(chǎng)對(duì)晶體結(jié)晶軸的相對(duì)方向有關(guān)。
具有壓電效應(yīng)的單晶材料種類很多,常用的如天然石英(SiO2)晶體,以及人工單晶材料如硫酸鋰(Li2SO4)、鈮酸鋰(LiNbO3)等等。
電致伸縮效應(yīng)
某些多晶材料中存在有自發(fā)形成的分子集團(tuán),即所謂“電疇”,它具有一定的極化,并且沿極化方向的長(zhǎng)度往往與其他方向的長(zhǎng)度不同。反之,當(dāng)這類材料在外電場(chǎng)作用下,其內(nèi)部正負(fù)電荷中心位移,又可導(dǎo)致材料發(fā)生機(jī)械變形,形變的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。當(dāng)有外加電場(chǎng)作用時(shí),電疇會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),使其極化方向與外加電場(chǎng)方向趨于一致,從而使該材料沿外加電場(chǎng)方向的長(zhǎng)度將發(fā)生變化,表現(xiàn)為彈性應(yīng)變。這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應(yīng)。
電致伸縮效應(yīng)也有逆效應(yīng),即具有電致伸縮效應(yīng)的多晶材料在經(jīng)受外加應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變時(shí),其總的極化強(qiáng)度將會(huì)發(fā)生變化,即表現(xiàn)為電極化(產(chǎn)生電場(chǎng))。
因此,電致伸縮效應(yīng)可以說(shuō)與電極化現(xiàn)象有關(guān)(自極化)。
壓電式換能器的正負(fù)極區(qū)分
壓電換能器是一般部分正負(fù)極的。因?yàn)閴弘姄Q能器都是交流驅(qū)動(dòng)。但象清洗,焊接換能器,為了方便,一般把跟前后蓋板連接的電極認(rèn)為是負(fù)極。檢測(cè)用的換能器,如果是金屬外殼的,一般會(huì)把金屬外殼跟壓電換能器其中一級(jí)接在一起,當(dāng)屏蔽用,這個(gè)當(dāng)負(fù)極。
壓電式換能器的正負(fù)極區(qū)分
壓電換能器是一般部分正負(fù)極的。因?yàn)閴弘姄Q能器都是交流驅(qū)動(dòng)。但象清洗,焊接換能器,為了方便,一般把跟前后蓋板連接的電極認(rèn)為是負(fù)極。檢測(cè)用的換能器,如果是金屬外殼的,一般會(huì)把金屬外殼跟壓電換能器其中一級(jí)接在一起,當(dāng)屏蔽用,這個(gè)當(dāng)負(fù)極。
壓力傳感器我們經(jīng)常使用,我們?cè)谑褂眠^(guò)程中一定要注意保護(hù)壓力傳感器,因?yàn)閴毫鞲衅麟m然有不銹鋼保護(hù),但是壓力傳感器還是很容易損壞的,尤其的使用不當(dāng)很容易造成壓力傳感器損壞導(dǎo)致?lián)p失。具有這種性能的陶瓷稱為壓電陶瓷,它的表面電荷的密度與所受的機(jī)械應(yīng)力成正比。首先肯定是傳感器超量程使用,不要施加超過(guò)額定耐壓力的壓力。若施加了耐壓力以上的壓力,可能引起破損。其次是使用環(huán)境,避免在有可燃性氣體的環(huán)境下使用。還有就是電源電壓和負(fù)載短路,使用時(shí)請(qǐng)不要超過(guò)使用電壓范圍。若施加了使用電壓范圍以上的電壓,則可能引起或燒毀。避免使負(fù)載短路。否則可能引起或燒毀。還有一點(diǎn)比較少見(jiàn)就是誤布線,避免對(duì)電源的極性等進(jìn)行錯(cuò)誤布線。否則可能引起或燒毀。壓力傳感器再在使用的時(shí)候一定要學(xué)會(huì)如何保護(hù)它,否則它很容易被損壞從而造成生產(chǎn)上的損失,當(dāng)然只要我們按廠家說(shuō)明書正確操作,避免上述的幾個(gè)問(wèn)題,壓力傳感器還是可以長(zhǎng)時(shí)間工作的。有些壓力傳感器能用到幾年甚至十幾年。主要是要學(xué)會(huì)如何保護(hù)它。