今天AigtekJN江南sports电子就带你具体了解一下什么是压电？

　　“piezo”压电这个词是希腊语中“压力”一词所衍生而来，1880年诺贝尔奖得主物理学家皮埃尔•居里和雅克•保罗•居里发现针对石英、电气石等多种晶体施加压力会出现电荷，并将此现象称为"piezoelectric effect"（压电效应）。在随后的研究中还发现电场能够让压电材料变形，此效应被称之为"inverse piezoelectric effect"（逆压电效应）。后来越来越多科学家发现施加电场的时候钛酸钡会在有效范围内利用压电特性，产业突破>>便伴随着压电陶瓷而来。压电效应被广泛应用在扬声器、打火器和信号转化器等各种日常生活用品中。

　　正、逆压电效应：

　　针对压电材料表面施加压力会出现电荷，这种直接的压电效应，被称为发电机或者传感器效应，主要是将机械能转化成电能。反之，施加一定的电压，逆压电效应会改变材料的长度。这种促动器的效应会把电能转化成机械能。单晶材料和多晶铁电陶瓷都会产生压电效应，在单晶中，晶格晶胞的不对称结构，即低于居里温度TC时形成的极轴，是产生这种效应的充分必要条件。

　　极化压电陶瓷的膨胀：

　　施加电场，陶瓷就会膨胀，而极化场就会减弱，这种效应主要是内在效应和外在效应组成，内在效应主要是晶格中离子的压电唯一，而外在效应则是晶胞的可逆铁电重定向，它会随着驱动场强度的增大而增大，这也是为什么铁电压电陶瓷大部分非线性迟滞和漂移特性的原因。

铁电压电陶瓷在不同控制振幅下的位移

　　机电性能：

　　极化压电材料可由若干种系数和关系进行定性。

　　电气和弹性特性之间的基本关系可以用如下简化公式表示：

　　D电通密度，T机械应力，E电场，S机械应变，S机械应变，d压电应变常数，εT介电常数（T=常数），sE柔度或弹性系数（E=常数）

　　这些关系仅适用于较小的电气和机械振幅，即所谓的小信号值。在此范围内，机械、弹性变形S或应力T和电场E或电通量密度D之间是线性关系，系数值是常数。可在材料数据表中找到这些小信号系数。

　　动态行为：

　　激发振荡的压电体的机电特性可用电气等效电路图表示。C0是指介质的电容。包含C1、L1和R1的串联电路描述了弹性变形、有效质量（惯性）和内部摩擦产生的机械损失等机械性能的变化。然而，此振荡电路的描述仅适用于机械固有谐振附近的频率。大多数压电材料参数是通过对共振时的特殊试验体进行阻抗测量来确定。串联和并联共振都被用来确定压电参数，分别对应最小阻抗fm和最大阻抗fn的充分逼近值。

图：压电晶体谐振器的等效电路图                                               图：典型阻抗曲线

　　压电陶瓷元件的振荡状态：

　　振荡状态或模式与变形是由个体的几何形状、机械-弹性特征以及电场和极化的方向决定的。

　　压电陶瓷是一种能将机械能和电能相互转换的功能陶瓷，在谐振器、传感器、超声换能器、驱动器、滤波器、电子点火器等方面有着广泛的应用。锆钛酸铅（Pb(Zr1-xTiO3)，PZT）陶瓷具有优良的压电、介电性能。由于其稳定性好，精度高，能量转换效率高，响应速度快，机械品质因子、压电系数、机电耦合常数明显优于无铅压电陶瓷，被广泛应用于压电传感及驱动领域，如超声换能器等，对结构健康检测、能量采集等领域具有重大意义。

　　PZT压电陶瓷的应用：

　　近年来，PZT压电陶瓷在包括但不限于以下几个方面得到了应用：

　　（1）高位移新型压电制动器

　　（2）压电变压器

　　（3）用于主动减震和降噪的压电器件

　　（4）医用微型压电陶瓷传感器

　　伴随着压电陶瓷技术的不断发展，各种适用于压电陶瓷驱动的功率放大器也应运而生。JN江南sports功率放大器ATA-4315在压电陶瓷驱动和驱动电路设计中也应用广泛，能够驱动各种功率负载，满足不同压电陶瓷驱动的指标需求。

　　ATA-4315高压功率放大器参数指标：

　　以上就是JN江南sports电子为大家带来的压电陶瓷的工作原理及其应用的科普文章，相信大家现在对于压电陶瓷的工作机制和使用场景都有了一定的认识，了解更多功率放大器与压电陶瓷的应用，可随时联系我们。西安JN江南sports电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率信号源、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源、功率放大器模块等电子测量仪器研发、生产和销售的高科技企业。公司致力于功率放大器、功率信号源、计量校准产品等产品为核心的相关行业测试解决方案的研究，为用户提供具有竞争力的测试方案，Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。如想了解更多实验方案，请持续关注JN江南sports电子官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。