压电陶瓷传感器工作原理

压电陶瓷传感器工作原理

压电陶瓷传感器采用特殊材料制成。某些晶体受一定方向外力作用而发生机械变形时，相应地在一定的晶体表面产生符号相反的电荷（即产生电位差），外力去掉后，电荷消失。

力的方向改变时，电荷的符号也随之改变，这种现象称压电效应（正压电效应）。反之当晶体带电或处于电场中，则产生机械应力，这种现象称逆压电效应。具有压电效应的材料称压电元件或压电材料。压电材料分为两类：其中一类是单晶压材料（如石英晶体）；另一类是极化的多晶压电陶瓷（如钛酸钡、锆钛酸钡等）。压电陶瓷是人造多晶体，材料内的经历有许多自发极化电畴。在极化处理之前，各晶粒内电畴任意方向排列，自发极化的作用相互抵消，陶瓷内极化强度为零。

在陶瓷上施加外电场时，电畴自极化方向转至与外电场方向一致，此时拥有一定的极化强度。

当外电场撤出后，各电畴的自发极化方向在一定程度上按原外加电场方向取向，陶瓷极化强度并不立即恢复到零，此时存在剩余极化强度。

同时陶瓷两端出现束缚电荷，一端为正一端为负，由于束缚电荷的作用，两段很快吸附一层外界的自由电子这时束缚电荷与自由电荷数值相等极性相反因此陶瓷片对外不显极性。

如果在压电陶瓷上加上一个与极化方向平行的外力，陶瓷片产生压缩变形，片内自由电荷之间距离减小，电畴发生偏转，极化强度变小，

因此吸附在表面的自由电子有一部分被释放呈现放电现象。当外力撤销时，陶瓷片恢复原状，极化强度增大，又吸附一部分自由电荷，呈现充电现象。

33q=dF