壓電技術(shù)的基本原理及特性

壓電效應(yīng)

壓電材料在受到應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)，將產(chǎn)生電荷/電壓，這就是正壓電效應(yīng)；反之，壓電材料受到電場(chǎng)作用時(shí)，將產(chǎn)生應(yīng)力/應(yīng)變，稱為逆壓電效應(yīng)。壓電陶瓷利用的就是壓電材料的逆壓電效應(yīng)。

在壓電材料受到外來壓力之前，材料內(nèi)部分子的正負(fù)電荷相當(dāng)，整個(gè)材料的外在表現(xiàn)就是材料本身是中性分子；當(dāng)壓電材料受到壓力之后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)被擠壓，使分子內(nèi)的正負(fù)電荷分離，整個(gè)材料的外在表現(xiàn)就是一個(gè)小的偶極子；最終，材料內(nèi)部相鄰的正負(fù)電荷相互抵消，材料表面的電荷兩極分化并形成電場(chǎng)，從而完成了壓電材料將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程。

壓電效應(yīng)的原理圖如下：

壓電陶瓷的特點(diǎn)

1、分辨率高

壓電陶瓷可將電能與機(jī)械能進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換，能實(shí)現(xiàn)亞納米范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，理論上其分辨率是無限的。然而，實(shí)際工作中，受某些電氣和機(jī)械因素的影響，實(shí)際可實(shí)現(xiàn)的分辨率是有限的。

2、響應(yīng)速度快

壓電陶瓷的響應(yīng)時(shí)間可達(dá)幾微秒，可實(shí)現(xiàn)超過10000g的加速度變化率。

3、無摩擦

壓電陶瓷的位移是基于晶體固態(tài)動(dòng)力學(xué)，無須與其他零部件接觸。

4、無磁場(chǎng)

壓電效應(yīng)僅與電場(chǎng)有關(guān)，壓電陶瓷不產(chǎn)生磁場(chǎng)也不受磁場(chǎng)影響。

5、能耗小

即使長(zhǎng)時(shí)間背負(fù)重載，不工作時(shí)是不會(huì)產(chǎn)生熱量的。

6、非線性

壓電陶瓷隨電壓變化有一個(gè)滯后的過程，因此位移與驅(qū)動(dòng)電壓是非線性的。

壓電陶瓷的應(yīng)用

三英精控的納米位移臺(tái)、高速偏擺鏡以及一些特殊場(chǎng)合應(yīng)用的產(chǎn)品均需要利用壓電陶瓷來驅(qū)動(dòng)。三英精控還可以根據(jù)不同需求來進(jìn)行定制，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合。更多產(chǎn)品信息，歡迎來電咨詢。

審核編輯黃宇