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壓電效應

　　某些單晶材料的結構具有非對稱特性，當這些材料受到外加應力作用而產(chǎn)生應變時，其內部晶格結構的變化（形變）會破壞原來宏觀表現(xiàn)為電中性的狀態(tài)，產(chǎn)生極化電場（電極化），所產(chǎn)生的電場（電極化強度）與應變的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應，它是由居里兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的。隨后，在1881年又進一步發(fā)現(xiàn)這類單晶材料還具有逆壓電效應，即具有正壓電效應的材料在受到外加電場作用時，會有應力和應變產(chǎn)生，其應變與外電場的大小成正比。

　　壓電效應是晶體結構的一個特性，它與晶體結構的非對稱性有關，而壓電效應的大小及性質則與施加的應力或電場對晶體結晶軸的相對方向有關。

　　具有壓電效應的單晶材料種類很多，最常用的如天然石英（SiO2）晶體，以及人工單晶材料如硫酸鋰（Li2SO4）、鈮酸鋰（LiNbO3）等等。

　　電致伸縮效應

　　某些多晶材料中存在有自發(fā)形成的分子集團，即所謂“電疇”，它具有一定的極化，并且沿極化方向的長度往往與其他方向的長度不同。當有外加電場作用時，電疇會發(fā)生轉動，使其極化方向與外加電場方向趨于一致，從而使該材料沿外加電場方向的長度將發(fā)生變化，表現(xiàn)為彈性應變。這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應。

　　電致伸縮效應也有逆效應，即具有電致伸縮效應的多晶材料在經(jīng)受外加應力產(chǎn)生應變時，其總的極化強度將會發(fā)生變化，即表現(xiàn)為電極化（產(chǎn)生電場）。

　　因此，電致伸縮效應可以說與電極化現(xiàn)象有關（自極化）。

半導體壓電阻抗擴散壓力傳感器是在薄片表面形成半導體變形壓力，通過外力（壓力）使薄片變形而產(chǎn)生壓電阻抗效果，從而使阻抗的變化轉換成電信號。靜電容量型靜電容量型壓力傳感器，是將玻璃的固定極和硅的可動極相對而形成電容，將通過外力（壓力）使可動極變形所產(chǎn)生的靜電容量的變化轉換成電氣信號。 （E8Y的動作原理便是靜電容量方式，其他機種采用半導體方式）。
傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應能力。在選擇傳感器之前，應對其使用環(huán)境進行調查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，要能夠經(jīng)受住長時間的考驗。