Методы и средства измерений, испытаний и контроля. Часть 2. Дивин А.Г - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

14
Прямой пьезоэффект заключается в возникновении электриче-
ских зарядов на гранях пьезоэлектрика при воздействии на него меха-
нической силы, вызывающей механическое напряжение в материале.
При устранении силы заряды исчезают.
Обратный пьезоэффект заключается в изменении геометриче-
ских размеров пьезоэлектрика при изменении в нём параметров элек-
трического поля.
Чаще всего в качестве пьезоэлектрика применяют кварц, на при-
мере которого и рассмотрим принцип действия пьезоэлектрического
преобразователя.
В кристаллах кварца принято различать главные оси: электриче-
скую X, механическую Y и оптическую Z (рис. 1.11).
Параллелепипед, вырезанный из кристалла кварца так, чтобы его
грани были параллельны главным осям, обладает следующими свойст-
вами:
• продольным пьезоэффектом при воздействии силы, направ-
ленной вдоль электрической оси X. На гранях bс, перпендикулярных
этой оси, появляются электрические заряды;
• поперечным пьезоэффектом при воздействии силы F
y
, направ-
ленной вдоль механической оси Y. Заряды появляются также на гранях
bс;
• отсутствием зарядов при приложении механической силы
вдоль оптической оси Z.
Величина зарядов, возникающих на гранях кристалла bс под дей-
ствием силы F
x
, не зависит от геометрических размеров кристалла и
равна
,
1 x
Fdq =
где d
1
– постоянный коэффициент, назы-
ваемый пьезоэлектрической постоянной.
Кроме кварца, ряд керамических ди-
электриков, сегнетова соль и титанат ба-
рия также обладают пьезоэффектом, на
основе которых изготавливают пьезоэлек-
трические первичные преобразователи и
датчики (рис. 1.12). Они состоят из набора
пластин, выполненных из материала, об-
ладающего пьезоэффектом, и применяют-
ся для измерения динамических сил, мо-
ментов, вибраций, толчков и т.п.
В момент приложения механиче-
ской силы F
x
на поверхности появляются
электрические заряды (рис. 1.12, а, б).
Рис. 1.11. Электрическая,
механическая и оптическая
оси кристалла кварца

Страницы