盾构机电一体化技术压电效应16课件讲解.pptx

盾构机电一体化技术主讲人：路颜轨道工程系（盾构教研室）压电效应地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology

1压电传感器Piezoelectricsensor工作原理压电效应压电材料的分类及特性测量转换电路压电传感器的应用

一、压电效应压电效应天然结构的石英晶体呈六角形晶柱，用金刚石刀具切割出一片正方形薄片。当晶体薄片受到压力时，晶格产生变形，表面产生正电荷，电荷Q与所施加的力F成正比，这种现象称为：“压电效应”。还有一些人造的材料也具有压电效应。若在电介质的极化方向上施加交变电压，它就会产生机械变形。当去掉外加电场时，电介质的变形随之消失，这种现象称为“逆压电效应”（电致伸缩效应）。

知识小天地自然界中与压电效应有关的现象很多，例如在敦煌的鸣沙丘上，当许多游客在沙丘上蹦跳或从鸣沙丘上往下滑时，可以听到雷鸣般的隆隆声。产生这个现象的原因是无数干燥的沙子（SiO2晶体）在振动压力下，表面产生电荷，在某些时刻，恰好形成电压串联，产生很高的电压，并通过空气放电而发出声音。在电子打火机中，多片串联的压电材料受到敲击，产生很高的电压，通过尖端放电，而点燃。与此相反，在音乐贺卡中是利用集成电路的输出脉冲电压，来激励压电片，利用逆压电效应产生振动而发声的。

石英晶体的压电效应演示当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输出电压的频率与动态力的频率相同；当动态力变为静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。

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