【正文】 耐紫外線能力較差，不宜暴曬，以免老化。 高分子壓電材料是一種 柔軟 的壓電材料，可根據(jù)需要制成薄膜或電纜套管等形狀。目前還有一些鈮酸鹽具有很高的居里點，可以作為高溫壓電傳感器。 用熱釋電系數(shù)來表示該效應(yīng)的強弱，它是指溫度每變化 1℃ 時，在單位質(zhì)量晶體表面上產(chǎn)生的電荷密度大小，單位為 ?C/（ m2例如酒石酸鉀鈉 （ NaKC4H4O6 目前普遍應(yīng)用的是壓電單晶中的 石英晶體 和 壓電陶瓷 中的鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、鈮酸鹽系壓電陶瓷。由于它沒有運動部件，因此結(jié)構(gòu)堅固、可靠性、穩(wěn)定性高。 壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器（發(fā)電型傳感器）。 在自然界中，大多數(shù)晶體都具有壓電效應(yīng)，然而大多數(shù)晶體的壓電效應(yīng)都十分微弱。 所以石英是制備壓電傳感器的理想壓電材料。 壓電陶瓷具有明顯的熱釋電效應(yīng)。2）鋯鈦酸鋇系列壓電陶瓷（ PZT）由鈦酸鉛和鋯酸鉛組成的固體熔體。 其中以 PVF2和 PVDF的壓電常數(shù)最高。例如在它的兩側(cè)面施加高電壓音頻信號時，可以制成特大口徑的壁掛式低音喇叭。三、壓電機理 單向應(yīng)力的符號規(guī)定拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)；剪切力的符號用右螺旋定則確定。圖 61表示了天然結(jié)構(gòu)的石英晶體外形，它是六角形晶柱，在晶體學(xué)中可以用三根相互垂直的軸來表示。 ? 同樣，當(dāng)晶體的機械軸（ y軸）方向受到壓力時，也產(chǎn)生晶格變形，硅離子的正電荷中心下移，氧原子的負(fù)電荷中心上移，在 x面的后表面 產(chǎn)生負(fù)電荷，前表面產(chǎn)生正電荷，這個過程恰好與 x軸方向受壓力時所產(chǎn)生的電場方向相反。 壓電陶瓷是人工多晶體（無數(shù)微細(xì)的單晶組成）， 它的壓電機理與石英晶體不同 。由于束縛電荷的作用，在陶瓷片的極化兩端面很快吸附一層來自外界的 自由電荷 ，自由電荷與束縛電荷數(shù)值相等、極性相反，因此 陶瓷片對外不呈現(xiàn)極性 。即 式中 d33 —— 壓電陶瓷的壓電系數(shù)； F —— 作用力。 第二節(jié) 壓電材料的主要特性 當(dāng)壓電晶體片受力時，在晶體片的兩表面上聚集等量的正、負(fù)電荷，晶體片的兩表面相當(dāng)于一個電容器的兩個極板，兩極板間的物質(zhì)等效于一種介質(zhì)，因此壓電傳感器可以看做一個電荷發(fā)生器，同時也是一個電容器。 它們之間的關(guān)系是電壓源等效電路 電荷源等效電路 二、壓電元件常用的結(jié)構(gòu)形式 由于外力作用而使壓電材料上產(chǎn)生電荷，該電荷只有在無泄漏的情況下才會長期保存，因此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗，而實際上這是不可能的。即 壓電片的連接方式三、壓電式傳感器的信號調(diào)理電路 壓電元件實際上可以等效為一個電容器，因此，它也存在著與電容傳感器相同的問題，即具有 高內(nèi)阻 （ Ra≥1010Ω） 和 小功率 的問題，對于這些問題可以使用轉(zhuǎn)換電路來解決。輸出電壓與電纜電容無關(guān)，要滿足 （ 1+K） Cf﹥ （ Ca+Cc+Ci）K為放大器的開環(huán)增益 .優(yōu)點： 壓電轉(zhuǎn)換元件具有自發(fā)和可逆兩種重要性能，體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、固有頻率高、靈敏度和信噪比高，特別適合于 動態(tài)測量。超聲振子 超聲清洗機 超聲焊接機超聲波加濕器超聲振子壓電揚聲器超聲波測距一、壓電式加速度傳感器 二、壓電式測力傳感器三、微重力壓電晶體生物傳感器 四、醫(yī)用電子鼻 五、汽車安全氣囊系統(tǒng) 六、壓電引信 七、高分子壓電電纜在交通監(jiān)測中的應(yīng)用 八、高分子壓電材料的其它應(yīng)用216。二、壓電式測力傳感器 壓電片的并聯(lián)接法 壓電陶瓷多制成片狀，稱為壓電片。 工業(yè)上生產(chǎn)的石英晶體具有很高的純凈度。 利用電子微重力生物傳感器組成的測量系統(tǒng)如圖所示。如肝硬化患者的呼氣中會出現(xiàn)脂肪酸，腎衰竭患者的呼氣中含有三甲氨，肝癌患者的呼氣中存在烷類和苯的衍生物等。不同患者呼出氣體中的成分不同，能使傳感器產(chǎn)生每個人特有的總體振動模式，計算機對所獲信息進行處理后，便會出示一種獨特的 “個人身份證 ”，供醫(yī)療人員分析、診斷。但 提前角太大時，混合氣體產(chǎn)生自燃，就會產(chǎn)生沖擊波，發(fā)出尖銳的金屬敲擊聲，稱為爆震 ，可能使火花塞、活塞環(huán)熔化損壞，使缸蓋、連桿、曲軸等部件過載、變形，可用壓電傳感器檢測并控制之。其產(chǎn)生的電量雖有限，但電壓非常高（達(dá)幾千伏），足能使電雷管起爆，從而引爆彈丸，產(chǎn)生 聚能金屬射流，穿透裝甲 。當(dāng)玻璃遭受暴力打碎的瞬間，壓電薄膜感受劇烈的振動，表面產(chǎn)生電荷 Q，在兩個輸出引腳之間產(chǎn)生窄脈沖電壓 U=Q/Ca, Ca是兩電極之間的電容量。壓電電纜可長達(dá)數(shù)百米，可警戒較大的區(qū)域，不易受電、光、霧、雨水等干擾，費用也比微波等方法便宜。 由于感應(yīng)片很小，且透明，不宜察覺，所以安裝于貴重品柜臺、展覽櫥窗、博物館及家庭等玻璃窗角落處。 將兩根高分子壓電電纜相距若干米，平行埋設(shè)于柏油公路的路面下約 5cm，可以用來測量車速及汽車的載重量，并根據(jù)存儲在計算機內(nèi)部的檔案數(shù)據(jù)，判定汽車的車型。 ?? 壓電引信大幅度提高了瞬發(fā)度（引信碰著目標(biāo)時作用的迅速性）。除醫(yī)療行業(yè)以外，它還在許多領(lǐng)域尤其是食品行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用。 　　目前，科學(xué)家通常采用氣相色譜分析和質(zhì)譜測定等方法對氣體混合物進行分析，但這些方法復(fù)雜、昂貴，難以廣泛用于臨床診斷，意大利科學(xué)家開發(fā)的這種電子鼻，則較好地解決了這一難題。這樣一套系統(tǒng)可由 Δf 的測量而換算出 Δm 的量。用于電子微重力測量傳感器的石英晶片厚度為 10~15mm、 采用 “Y ”形切割的剪切模式，該模式可以克服諧振和泛音造成的干擾。其總面積是單片的兩倍，極板上的總電荷 Q并為單片電荷 Q的兩倍。 壓電陀螺 聲納晶振一、壓電式加速度傳感器 用于測量加速度的傳感器種類很多，壓電式加速度傳感器是一種最常用的加速度計（ 80％以上）。第四節(jié) 壓電式傳感器的應(yīng)用 廣義地講，凡是利用壓