为什么陶瓷压电片能将机械振动转变为电信号
压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号。它实际上是一种经过极化处理的、具有压电效应的铁电陶瓷。所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时，哪怕这种压力微小得像声波振动那样小，都会产生压缩或伸长等形状变化，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。19世纪末法国人发现了“压电效应”。20世纪40年代第一个压电陶瓷材料——钛酸钡出现。60年代到70年代，压电陶瓷不断改进，应用广泛。压电陶瓷材料通常做成长方体。当某一方向上的对应两面受到外力作用时，在压电陶瓷的这两面上就会出现电荷堆积，电量的大小与受力的大小成正比。此时压电陶瓷相当于一个以压电材料为介质的电容器。电容两端的开路电压U=Q/C，Q为极板上电荷量的大小，与所受外力成正比，一般电量Q很小，因此感应出的U也很小。电路检测检测出U的变化，就可以知道是否受到振动了。平时，压电陶瓷片无电压信号输出，继电器不动作，报警器不发声，报警器处于警戒状态。当外部产生机械振动声音，压电陶瓷片检测到振动声并将其变换成电压信号，此电压信号经放大后使继电器动作，继电器触点闭合，报警器电路接通，从而高声警报。为了避免小的声音或震动导致报警器响，压电陶瓷片的输出会加门槛限制。
压电陶瓷常常用于水处理领域，一种常见的应用是超声波驱动的液体处理。通常消音器、杀菌设备、洗涤机、气泡发生器都是通过压电陶瓷技术实现的。
1 水波消声器：利用压电陶瓷引发的机械震动，产生超声波，将液体中的气体聚焦并聚集在小点上，以形成高密度的气体团，达到消除噪声和减小流体阻力的效果。
2 杀菌装置：利用压电陶瓷产生的超声波震动使液体中的细菌、病毒、微生物等微生物受到冲击和致死作用，从而有效地起到杀灭细菌、消毒、净化液体的效果。
3 洗涤机：将压电陶瓷片安装在洗衣机内部，采用超声波驱动的洗衣原理，提高清洗效率。由于压电陶瓷片体积小，质量轻，所以易于集成，成本低廉。
4 气泡发生器：将压电陶瓷片安装在水中，引发的机械震动能够使水中的气体迅速地溶解悬浮在水中，产生气泡并改变水流状态。应用于水处理、水族箱、污水处理等领域。
这些应用都利用压电陶瓷的机械振动来产生超声波或气泡等物理作用，从而达到净化、消音、杀菌、清洗等效果。
打火机里的那个压电器是压电陶瓷元件，压电陶瓷在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷。因此，当压电陶瓷元件受到冲击压力时，将机械能转换为电能，在尖端放出瞬时高压电火花，点燃燃料。
压电点火器是以压电效应为理论基础、以压电陶瓷为介质而生产的手动点火装置，多用于各种燃气具，如燃气灶、燃气热水器、燃气冰箱等。相对于脉冲点火，压电点火有放电时间短、手动操作、点火成功率低等缺点，正被脉冲点火器逐步淘汰。
扩展资料：
压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。
压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。这不能不说是压电陶瓷的一大奇功。
参考资料来源：百度百科-压电陶瓷
