壓電陶瓷傳感器可以用于測量納米級(nm)至微米級(μm)的微小位移,主要基于逆壓電效應(yīng)(施加電壓產(chǎn)生形變)或正壓電效應(yīng)(位移引起電荷變化)。以下是詳細分析:
(1)逆壓電效應(yīng)驅(qū)動(主動測量)
原理:在壓電陶瓷上施加電壓,其會產(chǎn)生微米/納米級形變,形變量與電壓成正比:
適用場景:
·精密定位(如掃描探針顯微鏡、光學(xué)調(diào)整)。
·閉環(huán)控制(結(jié)合位移反饋傳感器,如電容或激光干涉儀)。
(2)正壓電效應(yīng)檢測(被動測量)
原理:當壓電陶瓷受到微小位移(如振動、壓力)時,其表面會產(chǎn)生電荷,電荷量與位移相關(guān):
適用場景:
·動態(tài)位移測量(如振動傳感器、聲學(xué)檢測)。
·高分辨率但需電荷放大器(避免電荷泄漏)。