Пьезоэлектрические преобразователи

Пьезоэлектрические преобразователи основаны на свойстве некоторых кристаллов преобразовывать механические деформации Х в изменение электростатических зарядов q на гранях. Это явление обратимо.

q = f (Х) – функция преобразования пьезоэлектрического преобразователя.

Основным элементом является пластина (или несколько пластин), вырезанная определенным образом из соответствующего кристалла. Характеристики пьезоэлемента, значения коэффициентов, связывающих электрические и механические параметры, зависят от типа кристалла, от размеров пластины и от ориентации ее граней относительно кристаллографических осей (от типа среза) [5].

Пьезоэлектрическими называются кристаллы и текстуры, электризующиеся под действием механических напряжений (прямой пьезоэффект) и деформирующиеся в электрическое поле (обратный пьезоэффект). Особенностью пьезоэффекта является знакочувствительность, т. е. изменение знака заряда при замене сжатия растяжением и изменение знака деформации при изменении направления поля. Пьезоэлектрическими свойствами обладают многие вещества: кварц, турмалин, сегнетова соль, и искусственно создаваемые: титанит бария, титанит свинца и т. д.

Применяются пьезоэлектрические преобразователи в четырех направлениях:

а) преобразователи, использующие прямой пьезоэффект (приборы для измерения силы, давления, ускорения);

б) преобразователи, обладающие пироэффектом (ячейка имеет одно или несколько взаимно неуравновешенных полярных направлений), приборы для измерения тепловой радиации;

в) преобразователи, использующие обратный пьезоэффект (приборы уравновешивания);

г) преобразователи, использующие одновременно прямой и обратный пьезоэффект (пьезорезонаторы).