问压电式传感器振动实验压电传感器在实验中表现出什么特性

超声波传感器是从传感器的用途来说的，指用来测量超声波的传感器。压电式传感器是从测量原理来说的，指利用压电原来来测量的传感器。二者有一个交集，就是压电式超声波传感器，也就是你研究过的那种。其实超声波传感器也有不是压电式的，而压电式传感器也有不用来测超声波的。超声波传感器除了压电式的以外，还有电磁式、磁致伸缩式等。压电式传感器，除了压电式超声波传感器以外，通常还有压电式压力传感器和压电式加速度传感器。超声波传感器，电磁式的和磁致伸缩式的，一般输入回路是电感，所以其后级电路与一般电感式传感器电路相同。压电式超声波传感器，一般工作在压电片的谐振频率上，压电片的谐振特性与一般陶瓷或晶体振荡器相似，因此可以参考陶瓷振荡器电路。压电式压力传感器和加速度传感器的后级电路，由于压电材料阻抗极高，并且通常不在谐振频率上，因此压电式传感器的放大器设计是个难题，一般要求设计一个具有超高输入阻抗的电荷放大器或电压放大器。有关各种传感器后级电路设计细节和要点，请参考专业书籍，在这里不可能用短的篇幅介绍清楚。

石英的化学式为SiO2，在一个晶体单元中，有三个硅离子和六个氧离子，后者是成对的，所以一个和两个交替排列。当没有力作用时，硅离子和氧离子在垂直于晶体Z轴的XY平面上的投影恰好等效为正六边形排列，如上图a示。这时正负离子正好分布在正六边形的顶角上，呈现电中性。如果沿X方向压缩，如上图b所示，则硅离子1被挤入氧离子2和6之间，而氧离子4被挤入硅离子3和5之间，结果表面A上呈现负电荷，而在表面B上呈现正电荷。这一现象称为纵向压电效应。..若沿Y方向压缩，如上图c所示，硅离子3和氧离子2，以及硅离子5和氧离子6都向内移动同样的数值，故在电极C和D上不呈现电荷，而在表面A和B上，即在X轴的端面上又呈现电荷，但与图b的极性正好相反，这时称为横向压电效应。从研究的模型同样可以看出：如果是使其伸长而不是压缩时，则电荷的极性正好相反。总之，石英等单晶体材料是各向异性的物体，在X或Y轴向施力时，在与X轴垂直的面上产生电荷，电场方向与X轴平行，在Z轴方向施力时，不能产生压电效应。