第五章 压电型传感器与测量电路 压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效 应，是一种典型的有源传感器。通过材料受力作用变形时， 其表面会有电荷产生而实现非电量测量。压电式传感器具有 体积小、重量轻、工作频带宽等特点，因此在各种动态力、 机械冲击与振动测量，以及声学、医学、力学、宇航等方面 都得到了非常广泛的应用。 5.1 压电效应及压电材料 5.1.1 压电效应及压电材料 某些离子型晶体电介质，当沿着一定方向对其施力而使 它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便 产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电 状态。这种现象称压电效应。当作用力方向改变时，电荷的 极性也随之改变。有时人们把这种机械能转换为电能的现象 ，称为“ 正压电效应” 。 利用正压电效应，人们制成了加速度传感器等器件。当 在电介质极化方向施加电场，这些电介质也会产生几何变形 ，这种现象称为“ 逆压电效应”( 电致伸缩效应) 。利用电致伸 缩效应，人们制作了超声波发生器，用于金属材料探伤等领 域。具有压电效应的材料称为压电材料，压电材料能实现机 一电能量的相互转换，如图5-1 所示。 F F
