压电结构与器件分析

压电效应:当某些电介质受到某一方向的外力变形时，其内部就会发生极化，在其相对的两个表面上就会出现负电荷和相反的电荷。当外力撤除后，又会回到未带电状态，称为正压电效应。当力的方向改变时，电荷的极性也会改变。相反，当在电介质的极化方向施加电场时，这些电介质也会发生形变，当电场撤除后，电介质的形变就消失了。这种现象被称为逆/效应，或电致伸缩现象。

5、以石英晶体为例,说明 压电元件是怎样产生 压电效应的

(1)当某些物质沿某一方向施加压力或拉力时，会发生形变，而此时这种物质的两面会产生符号相反的电荷。当外力撤除后，它的(2)应时晶体又属于不带电状态。这种现象叫做压电效应。单晶，化学式为SiO2 _ 2形状结构六面体各向异性。沿机械轴(Y)方向从应时晶体上切下一块晶体。当沿电轴(X轴)方向施加一个力时，在垂直于电轴(X轴)的平面上会产生一个电荷QX。

2。热释电材料是具有自发极化特性的晶体材料。自发极化是指由于物质本身的正负电荷中心在某一方向不重合而产生的固有极化。一般来说，晶体自发极化产生的表面束缚电荷被吸附在晶体表面的自由电荷屏蔽。当温度变化时，自发极化发生变化，从而释放一些吸附在表面的电荷。当晶体冷却时，电荷的极性与加热时相反。热释电材料是一种压电材料，是一种没有中心对称性的晶体。

电容很小，电压源等效内阻很大。串联输出型压电元件可以等效为一个电压源，但由于压电效应引起的电容很小，电压源的等效内阻很大。当连接电压输出型测量电路时，不仅要求前置放大器有足够的压电元件将电压转换成力，晶体谐振器也是一种压电元件，但通常要单独处理，并通过使用比应时更便宜的材料作为压电元件。

-0/material的正负效应制成的换能器。顾名思义，换能器是器件可以转换能量。通常我们称之为电声换能器，能发出声波的换能器称为发射器；用来接收声波的传感器叫做接收器。比如压电蜂鸣器属于电声换能器，通常可以作为报警器使用。压电陶瓷换能器的原理是当对陶瓷换能器施加压力或拉力时，陶瓷换能器两端会产生极性相反的电荷，通过电路产生电流。

如果将这种压电陶瓷制成的换能器放入水中，在声波的作用下，换能器两端会感应出电荷，这就是声波接收器。此外,压电效应是可逆的，如果对压电陶瓷片施加交变电场，陶瓷片会不时变薄变厚，同时会振动并发出声波。从而解决了超声波发射器的问题，扩展资料压电陶瓷换能器有两种材料:磁致伸缩金属和压电陶瓷。本文的目的是设计一种用于大功率机械超声加工的换能器，所以只讨论压电陶瓷换能器。