压电陶瓷原理

压电效应：某些电介质（如日本富士压电陶瓷片）在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种力-电转换的现象称为正压电效应。

    压电陶瓷进行极化处理主要是工艺上的问题：包括油浴极化法、空气极化法、空气高温极化方法等。这和使用没有关系，不必要深究。

下图是可以非标定制的压电陶瓷片

某些材料在机械应力作用下，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的现象，称为压电效应。具有这种性能的陶瓷成为压电陶瓷，他的表面电荷的密度与所受的机械应力成正比。反之，当这类材料在外电场的作用下，其内部正负电荷中心位移，又可导致材料机械变形，形成的大小与点茶果能强度成正比。

三线压电陶瓷片是一种常用于压电传感器、陶瓷滤波器、水晶振荡器等应用的陶瓷材料。其优缺点如下：
优点：
1 高压电灵敏度。三线压电陶瓷片具有较高的压电性能，可将机械能转化为电信号，同时也能将电信号转化为机械能。
2 高稳定性。三线压电陶瓷片的机械与电性能随温度、湿度等环境参数变化较小，具有较高的稳定性和可靠性。
3 容易制造。三线压电陶瓷片易于制造，具有较高的加工精度和陶瓷质地，可以根据需要制造出不同尺寸、形状和厚度的陶瓷片。
缺点：
1 脆弱性。三线压电陶瓷片的硬度高，但其脆弱性也很大，容易在弯曲或扭转的情况下发生破裂，需要特殊的防护措施。
2 价格高昂。三线压电陶瓷片的制造成本较高，价格也相对较贵，使其在某些场合中难以被代替。
3 受频率限制。三线压电陶瓷片的压电常数随频率变化而变化，其在高频率下的性能可能受到限制。

压电特性的物理机制。经过极化了的压电陶瓷片的两端会出现束缚电荷, 所以在电极表面上吸附了一层来自外界的自由电荷。
当给陶瓷片施加一外界压力F时，片的两端会出现放电现象。相反加以拉力会出现充电现象。这种机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。
另外, 压电陶瓷具有自发极化的性质, 而自发极化可以在外电场的作用下发生转变。因此当给具有压电性的电介质加上外电场时会发生如图所示的变化, 压电陶瓷会有变形。然而, 压电陶瓷之所以会有变形, 是因为当加上与自发极化相同的外电场时, 相当于增强了极化强度。
极化强度的增大使压电陶瓷片沿极化方向伸长。相反, 如果加反向电场,则陶瓷片沿极化方向缩短。这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应。

电荷放大器的电路不同于一般电压放大器，输入阻抗极高，通常达GΩ级。压电传感器由于输出阻抗极高，必须用电荷放大器作初级放大。你用手捏压电陶瓷片根本不会有任何效果，那样做产生的电荷是pQ级的量，极其微弱的电流就足以在极短时间内把电荷泄放干净，而对于压电材料来说，你的手要算是导电性能很好的导体，所以你什么效果也得不到。