壓電效應(yīng)（來自古希臘語“piezein”：按壓）表示某一固體在機(jī)械應(yīng)力下產(chǎn)生電荷的特性。作用力改變了固體的微觀結(jié)構(gòu)；產(chǎn)生偶極子，在它們之間形成張力。– 也可以反轉(zhuǎn)：通過施加電壓，壓電（PE）材料可以彈性變形。石英晶體 (SiO2) 是最重要的PE材料之一。

▲石英晶體（SiO2）由壓電（PE）材料組成。受到作用力時，石英晶體的微觀結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而形成電偶極子，電偶極子間進(jìn)一步產(chǎn)生電壓。

石英晶體的壓電效應(yīng)

壓電晶體上出現(xiàn)的電荷隨施加的力成比例變化，借助電荷放大器可作為測量技術(shù)的信號使用。與許多其他PE材料不同，石英不是熱電材料，因此耐溫度波動的能力較強(qiáng)。– 1950年，Walter P. Kistler為壓電信號電荷放大器申請了專利。從而為測量性能出色的傳感器的動態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)測量操作掃清了障礙。

▲按照作用力的方向，或石英晶體極軸的相對位置，壓電效應(yīng)的產(chǎn)生分為以下三種情況：正壓電效應(yīng)（與力的方向相同）、逆壓電效應(yīng)（與力的方向相反）或者對角壓電效應(yīng)（如同剪刀效應(yīng)）。

壓電效應(yīng)的用途

壓電效應(yīng)是PE傳感器的基礎(chǔ)，用途廣泛：包括汽車生產(chǎn)和注塑、醫(yī)療技術(shù)、航空航天、鐵路技術(shù)以及生物力學(xué)、熱聲學(xué)等領(lǐng)域的工業(yè)操作過程。專為應(yīng)用情況量身定制的PE傳感器是過程監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析獲取最佳的生產(chǎn)結(jié)果。

奇石樂Kistler壓電傳感器的優(yōu)勢

視作用力的方向或相對于晶體極軸的位置而定，PE效應(yīng)在縱向（力方向）、橫向或?qū)堑刈鳛榧羟行?yīng)出現(xiàn)。允許在機(jī)器上安裝不同類型的PE壓電傳感器。– 與應(yīng)變片相比，PE傳感器具有特殊的優(yōu)勢，例如測量范圍非常寬、測量路徑短、過載保護(hù)和出色的長期穩(wěn)定性 - 有時長達(dá)數(shù)十年。通過所謂的IEPE傳感器可以特別方便地使用壓電效應(yīng)。