石英压电晶体
石英的压电效应
石英的压电效应石英是一种常见的矿物，它有着很多特殊的物理特性。
其中一个最为著名的特性就是它的压电效应，也就是说它能够在受到机械压力时产生电荷。
这个效应在现代的电子科技中有着广泛的应用，下面我们就来深入了解一下石英的压电效应。
首先我们来了解一下压电效应的基础理论。
在晶体学中我们知道，晶体的结构是由周期性排列的原子构成的。
当晶体受到机械振动时，其原子会发生微小的振动，这些振动会产生电荷。
这就是压电效应的理论基础。
那么石英是如何产生压电效应的呢？石英的晶体结构是由SiO4四面体构成的，这些四面体沿着晶体的方向排列。
在其常见的α石英结构中，四面体的顶点共享O离子，形成双锥体。
在不同的晶体方向上，四面体的排列不同，这也导致了在不同方向上压电效应的强度也不同。
我们知道，当一个石英晶体受到机械压力时，其顶点处的SiO4四面体会振动。
这些振动会导致四面体中的O离子相对于Si离子移动。
这种相对位移会导致晶体中产生电荷，这个电荷就是压电效应的结果。
压电效应产生的电荷符号与晶体振动的方向有关，例如在某些方向上振动时会产生正电荷，而在其相反的方向上则会产生负电荷。
石英的压电效应是有非常广泛的应用的。
首先是在时间测量中。
我们知道，石英可以被用来制作石英钟。
这是因为石英晶体的压电效应可以产生非常稳定的振荡信号。
石英钟中采用的石英晶体是压电石英晶体，在振荡电路中可以将机械振动转换成电信号，从而实现精确测量时间。
另外，石英的压电效应还被广泛应用于传感器中。
例如，压电石英晶体可以应用于负荷传感器中。
当外部的负荷施加石英晶体上时，晶体会受到压力，并产生电荷信号。
通过对电荷信号的测量，我们可以精确的测量出负荷的大小。
此外，石英的压电效应只是其中之一种。
石英还有热释电效应、压强致发光效应等等，这些都是石英独特的物理特性。
因此，我们可以利用这些特性，将石英应用于不同的领域中。
总之，石英的压电效应是一种非常重要的物理现象。
它的应用广泛，从石英钟到传感器，再到医学成像等等，都可以利用到这个效应。
石英晶体微天平物质结构
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• Quartz crystal • 2. Electrode material
ΔF= - 2 F02ΔM/A（q q）1/2
ΔF: Frequency Change of Quartz Crystal; ΔM: Mass Change of the Substance on Electrode
石英晶体微天平（quartz crystal microbalance）是一种非常灵敏的质量检 测器，能够快速、简便和实时检测反应过 程中的质量变化，检测限可达到纳克级 水平，已被广泛应用于基因学、诊断学等 各方面，成为分子生物学和微量化学领域 最有效的手段之一。
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QCM crystal. Grey=quartz, yellow=metallic electrodes.
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当晶体被浸入到溶液中，振荡频率取决于 所使用的溶剂。当覆盖层比较厚时，频率 f 和质量变化 Dm 之间是非线性的，需要 修正。
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当石英晶体振荡与流体接触时，晶体表面 对流体的耦合极大地改变振荡频率，并在 晶体与流体接触面附近产生一剪切振动。 振动表面在流体中产生平流层，它导致 频率与(h)1/2成比例降低，这里和h分别 是流体的密度和粘度。
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而当石英晶体受到电场作用时,在它的某些 方向出现应变，而且电场强度与应变之间 存在线性关系，这种现象称为逆压电效 应。逆压电效应是在电场的作用下，在电 偶极距发生变化的同时产生形变.
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三、石英谐振器的振动模式
石英谐振器是由石英 晶片、电极、支架及 外壳等部分构成。
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１、伸缩振动模式 ２、弯曲振动模式 ３、面切变振动模式 ４、厚度切变振动模式
2、光双晶：同时存在左旋和右旋两个部分连 生在一起。
石英晶体压电常数矩阵 -回复
石英晶体压电常数矩阵-回复石英晶体压电常数矩阵是描述石英晶体压电效应的物理常数矩阵。
在本文中，我们将一步一步回答关于石英晶体压电常数矩阵的问题，并深入探讨其意义和应用。
第一步：什么是石英晶体压电常数矩阵？石英晶体是一种具有压电性质的晶体材料。
压电效应是指当一个晶体受到外加压力时，会产生电荷分离从而产生电势差。
石英晶体压电常数矩阵描述了石英晶体在不同方向上的压电响应。
它是一个3×3的矩阵，其中的元素代表了对应方向上的压电效应。
第二步：石英晶体压电常数矩阵的元素有什么含义？石英晶体压电常数矩阵的元素可以分为主对角线元素和副对角线元素。
主对角线元素代表了石英晶体在不同方向上的压电常数，副对角线元素代表了压电应力与电位差之间的耦合效应。
具体来说，石英晶体压电常数矩阵的元素可以表示为:[ d11 d12 d13 ][ d21 d22 d23 ][ d31 d32 d33 ]其中，d11、d22和d33表示主对角线上的压电常数，它们分别对应于晶体沿着x、y和z轴方向的压电效应。
d12、d13、d21、d23、d31和d32则表示副对角线上的压电常数，它们分别表示了晶体沿着不同轴向的压电强度。
第三步：石英晶体压电常数矩阵的应用领域有哪些？石英晶体压电常数矩阵在许多领域都有重要的应用。
其中一项重要的应用是在压电传感器中。
利用石英晶体的压电效应，可以将机械压力转化为电信号，从而实现压力的测量和监测。
此外，石英晶体压电传感器具有高灵敏度、稳定性和可靠性的特点，在工业自动化、制造业、医疗设备等领域有广泛的应用。
此外，石英晶体压电常数矩阵还在声学领域中发挥着重要作用。
压电晶体在电场作用下会产生声波，而当通过声波作用于压电晶体时，晶体会产生电势差。
这种相互转换的能力使得石英晶体可以用于声学传感器、声波滤波器、压电陶瓷换能器等应用中。
此外，石英晶体压电常数矩阵还在电子学领域中广泛应用。
压电晶体可以被用作振荡器和滤波器中的谐振元件，具有稳定性和高频率特性。
浅析石英晶体的压电效应及应用
D ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2013 01136大家谈ISCUSSION 浅析石英晶体的压电效应及应用王秋菊摘 要：文章通过对石英晶体结构、特性的描述，详细阐述了其压电效应机理及应用，提出了其存在的问题，介绍了其发展前景。
关键词：石英晶体 压电效应 应用石英是矿物质硅石的一种，化学成分是SiO 2，形状为结晶的六角锥体，是一种物理特性和化学特性都十分稳定的物质。
随着近代科学技术的发展，人们对石英晶体材料进行了广泛的研究，而利用其压电效应研制出的揩振器、传感器等器件，在工业生产及无线电技术中发挥着巨大的作用。
一、石英晶体的压电效应机理 当石英晶体在某个方向受到外力的作用而变形时，其内部就会产生极化现象，同时在其表面会产生极性相反的电荷；当外力消失时，又恢复到不带电状态，当外力方向改变时，电荷极性也随之改变，这种现象称之为压电效应。
反之，当石英晶体受到交变电场作用时，晶体将在一定方向上产生机械变形；当外加电场撤去后，该变形也随之消失。
这种现象称为逆压电效应，也称作电致伸缩效应。
具有压电效应的晶体称之为压电晶体，典型的压电晶体就是石英晶体，压电效应就是在石英晶体中被发现的。
二、石英晶体的应用 1.石英晶体振荡器石英晶体振荡器是使用石英晶体作为谐振选频电路的振荡器。
将石英晶体按一定的角切成薄片，在晶体切片的表面上装上一对金属极板，这样就制成了石英晶体振荡器。
石英晶体振荡器是基于逆压电效应原理制成的。
当石英晶体受到交变电场时，石英晶体便会产生机械振动。
由于石英晶体具有一定的固有振动频率，当外加电场频率等于其固有频率时，便会产生谐振。
这就是石英晶体可以作为谐振选频电路的基本原因。
石英晶体振荡器具有极高的频率稳定度，因而广泛使用于要求频率稳定度高的设备中，例如标准频率发生器、脉冲计数器等。
2.压电式力传感器压电式力传感器是利用石英晶体等压电材料的压电效应制成的一种力敏传感器。
当压电传感器受到外力时，其内部的压电元件在力的作用下发生变形，表面即产生电荷，只要测得其产生的电荷量，就可以得到作用力的大小，这就是压电传感器的基本工作原理。
石英晶体压电效应原理
石英晶体压电效应原理
石英晶体是一种具有压电效应的特殊材料。
压电效应是指在某些晶体材料中，当施加外部压力或电场时，晶体会产生电荷的分离和极化现象。
石英晶体的压电效应原理基于其特殊的晶体结构和分子排列。
石英晶体由硅（Si）和氧（O）原子构成，呈现出六方晶系。
在晶体中，硅和氧原子以希腊字母"α"的形式紧密排列着。
根据晶体的结构，硅原子和氧原子形成了一个三维网状结构，在晶体内部形成了许多平行排列的电偶极子。
当外部施加压力或电场时，这些电偶极子会发生位移和重新排列。
施加压力时，晶体的外形会稍微变形，导致内部电偶极子产生相应的位移。
这个位移会引起电荷的分离，使晶体的两个极性面上分别产生正负电荷。
这种电荷分离现象称为压电效应。
当施加电场时，电场的作用会强迫电偶极子在晶体内部发生重新排列。
电偶极子的位移受到电场方向的控制，产生电荷分离。
这就是电压电效应。
压电效应在实际应用中有着广泛的用途。
例如，石英晶体作为压电传感器能够将压力变化转化为电信号，广泛应用于压力传感器、加速度计等领域。
此外，石英晶体的压电效应还支持液晶电视和电子钟等电子设备的正常工作。
总之，石英晶体的压电效应原理是基于其特殊的晶体结构和分子排列。
通过施加压力或电场，晶体内部的电偶极子会产生位移和重新排列，导致电荷的分离和极化现象。
这种压电效应为许多电子设备和应用提供了重要的功能和效能。
什么是压电晶体
什么是压电晶体？有一类十分有趣的晶体，当你对它挤压或拉伸时，它的两端就会产生不同的电荷。
这种效应被称为压电效应。
能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。
水晶（α-石英）是一种有名的压电晶体。
如果按一定方向对水晶晶体上切下的薄片施加压力，那么在此薄片上将会产生电荷。
如果按相反方向拉伸这一薄片，在此薄片上也会出现电荷，不过符号相反。
挤压或拉伸的力愈大，晶体上的电荷也会愈多。
如果在薄片的两端镀上电极，并通以交流电，那么薄片将会作周期性的伸长或缩短，即开始振动。
这种逆压电效应在科学技术中已得到了广泛的应用。
用水晶可以制作压电石英薄片，其面积不过数平方毫米，厚度则只有零点几毫米。
别小看这小小的晶片，它在无线电技术中却发挥着巨大作用。
如前所述，在交变电场中，这种薄片的振动频率丝毫不变。
这种稳定不变的振动正是无线电技术中控制频率所必须的，你家中的彩色电视机等许多电器设备中都有用压电晶片制作的滤波器，保证了图像和声音的清晰度。
你手上戴的石英电子表中有一个核心部件叫石英振子。
就是这个关键部件保证了石英表比其他机械表更高的走时准确度。
装有压电晶体元件的仪器使技术人员研究蒸汽机、内燃机及各种化工设备中压力的变化成为现实。
利用压电晶体甚至可以测量管道中流体的压力、大炮炮筒在发射炮弹时承受的压力以及炸弹爆炸时的瞬时压力等。
压电晶体还广泛应用于声音的再现、记录和传送。
安装在麦克风上的压电晶片会把声音的振动转变为电流的变化。
声波一碰到压电薄片，就会使薄片两端电极上产生电荷，其大小和符号随着声音的变化而变化。
这种压电晶片上电荷的变化，再通过电子装置，可以变成无线电波传到遥远的地方。
这些无线电波为收音机所接收，并通过安放在收音机喇叭上的压电晶体薄片的振动，又变成声音回荡在空中。
是不是可以这样说，麦克风中的压电晶片能“听得见”声音，而扬声器上的压电晶体薄片则会“说话”或“唱歌”。
压电石英晶体ppt课件
机械时代的单摆计时标准有以下问题： （1）计时不准确：时间分辨率（解析率低） 秒的量级； （2）计时不准确：受外加环境影响大--摆的长度变化，热
胀冷缩，一般是摆的下端加调节螺栓达到修正摆的长度 的功能（优势）；机械磨损，手表中的部件使用钻石； （3）机械振动，无法成为电路中的电学量的时间频率标准！
包裹体的数量和尺寸严重降低了晶体的质量，在高频应用 中尤其应该注意。AT切片基频24MHz时的厚度仅70 m， 接近于该尺寸的包裹体将使晶片无法正常工作。
国际电工委员会（IEC）根据包裹体的尺寸和浓度规 定了石英晶体的级别。
每立方厘米中各种包裹体的最大数目
级别
Ia I II III
1030m
级别
1 2 3
3070m
8 16 32
70100m
4 8 16
>100m
1 2 4
位错：石英晶体中常见的位错有三种：一是其轴垂直于c轴的 螺旋位错；而是其轴平行于c轴的刃型位错；三是混合位 错。 因为沿c面生长的晶体（即z区晶体）质量最好，所以 我们主要关心的是平行于c轴的刃型位错。
观测位错一般用x射线形貌相机；也可以用化学腐蚀法揭 示腐蚀隧道，以此作为位错数目的量度。
石英晶体的缺陷和电清洗：
缺陷包括：包裹体、位错、杂质、双晶、蓝针、气泡……
包裹体：晶体浸在折射率相匹配的液体中，由光源的散射 光可以观察到得晶体中的外来物质。包裹体有固体的， 也有液体的。最常见的包裹体为锥辉石，即硅酸铁钠 （NaFeSi2O6）。此外，还有硅酸铝钠（NaAlSiO4）和 硅酸锂（Li2Si2O6）等。包裹体的尺寸大多在100m以下， 个别的达1mm以上。
在压电材料中，石英晶体的压电性时比较弱的！ 人们一直在寻找更强压电性的晶体替代石英晶体： GaPO4, AlPO4, La3Ga5SiO14(LGS)，RCaO4(BO3)3
压电石英晶体
压电石英晶体压电石英晶体是一种特殊的晶体材料，具有压电效应。
它是一种晶体结构紧密、形状规则的石英晶体，在电子技术领域有着广泛的应用。
压电石英晶体具有压电效应，即当施加外力或电场时，能够产生电荷分布不均匀的现象。
这是由于晶体结构中的正负离子位移的非对称性所引起的。
当外力作用在石英晶体上时，晶体中的正负离子会发生位移，形成电荷的分布不均匀。
这个不均匀的电荷分布会导致晶体两端产生电压差，从而形成压电效应。
压电石英晶体具有很多优良的性质，使其在电子技术领域得到广泛应用。
首先，它具有稳定的物理性质和高的机械强度，能够承受较大的压力和振动。
其次，压电石英晶体具有优异的压电系数和压电常数，能够产生较大的电荷输出。
这使得它可以被用作传感器和振荡器等设备中的关键部件。
此外，压电石英晶体还具有较低的温度系数和优秀的频率稳定性，可用于制造高精度的频率控制器和时钟电路。
压电石英晶体在电子设备中的应用非常广泛。
例如，它常被用作振荡器的谐振元件，能够产生稳定的振荡信号。
这对于无线通信系统、计算机、电子钟等设备来说至关重要。
此外，压电石英晶体还可以作为传感器，用于测量压力、温度、加速度等物理量。
在医疗设备、汽车电子、航空航天等领域，压电石英晶体的传感器应用十分广泛。
除了以上的应用领域，压电石英晶体还可以用于声波滤波器、电子滤波器、声表面波器件等电子设备中。
它们利用晶体的压电效应来实现对信号的滤波和处理。
这些设备在通信系统、雷达、无线电等领域中起到了重要的作用。
总结起来，压电石英晶体作为一种具有压电效应的晶体材料，在电子技术领域有着广泛的应用。
它的稳定性、机械强度、压电特性以及频率稳定性等优良性质，使得它成为许多电子设备中不可或缺的关键部件。
随着科技的不断进步，压电石英晶体的应用领域还将不断扩展，为我们的生活带来更多的便利和创新。
石英晶体压电效应的机理
石英晶体压电效应的机理
石英晶体，这看似普通的东西，却有着超级神奇的压电效应！那什么是石英晶体的压电效应呢？这可得好好说道说道。
想象一下，石英晶体就像是一个小小的魔法盒子，里面藏着让人惊叹不已的秘密。
当我们对它施加压力的时候，嘿，神奇的事情发生了！它居然能产生电。
就好像我们轻轻挤压一个神奇的小气球，结果它就冒出了电来，是不是很不可思议？
这到底是怎么做到的呢？原来啊，石英晶体的内部结构有着特殊的排列。
这些微小的结构就像是排列整齐的小士兵，当受到外界压力时，它们的位置会发生变化，这种变化就导致了电荷的产生。
这不就像是一群小士兵被打乱了阵脚，从而产生了一些特别的“反应”嘛。
而且哦，这个压电效应可不是只能从压力到电这么单一的方向。
反过来也可以呢！如果我们给石英晶体通上电，它居然还会发生形变，产生机械运动。
哇塞，这就好像是给这个魔法盒子输入了一种能量，然后它就开始动起来了，是不是超级神奇？
你说这压电效应有啥用呢？那用处可大了去了！在我们生活中的很多地方都有它的身影。
比如说在一些传感器里面，它可以精确地感受到压力的变化，然后转化成电信号，让我们能清楚地知道发生了什么。
就像一个超级敏锐的小侦探，任何细微的压力变化都逃不过它的“眼睛”。
还有在一些电子设备中，石英晶体的压电效应也发挥着重要作用。
它能帮助这些设备更准确地工作，就像是给这些设备注入了一股神奇的力量。
总之，石英晶体的压电效应真的是太神奇、太重要了！它就像是一个隐藏在我们身边的小魔法，默默地为我们的生活带来便利和惊喜。
我们可千万不能小看了这个小小的石英晶体和它那神奇的压电效应啊！它真的是太了不起了！。
石英晶体介绍
石英晶体介绍石英晶体的基本知识水晶的成份SiO2，在常压下不同温度时，石英晶体的结构不同，温度T＜573℃时α石英晶体，当573℃＜T＜870℃时β石英晶体，熔点是1750℃，我们通常说的压电石英晶体指α石英晶体。
1、具有压电特性：压电效应：某些介质由于外界机械作用（如压缩，拉伸等等）而在其内部发生极化，产生表面电荷的现象叫压电效应。
逆压电效应：某些介质置于外电场中，由于电场的作用，会引起介质内部正负电荷中心的位移，导致介质发生形变，这种效应称为逆压电效应。
石英晶体在沿X 轴（或Y 轴）方向的力的作用时，在X 方向产生压电效应，而Y 和Z 方向不产生压电效应，X 轴称为电轴，Y 轴称为机械轴。
2、具有各向异性：石英晶体是一种良好的绝缘材料，导热系数在室温附近，沿Z轴方向是垂直于Z 轴方向的2 倍左右，沿Z 轴方向的线性膨胀系数a3 约为沿垂直于Z 轴方向线性膨胀系数a1 的1/2，其介电系数ε，压电系数d 等随方向的不同其数值也不同，在不同温度，导热系数K 与膨胀系数a 的数值也不同。
3、是外形高度对称的单晶体，其特征是原子和分子有规则的排列发育良好的石英晶体，外形最显著的特点是晶面有规则的配置，石英晶体的晶面共30 个，六个m 面（柱面），六个R 面（大棱面）六个r 面（小棱面）六个s 面（三方偏锥面)，六个X 面（三方偏面），相邻M 面的夹角度为60°，相邻M 面和R面的夹角与相邻M 面和r 面的夹角都等于38°13′，相邻s 面与X 面的夹角为25°57′。
石英晶体存在一个三次对称轴C 和三个互成120°的轴a、b、d，在讨论石英晶体的物理性质时，采用下图所示的直角坐标系较为方便，选C 轴为z 轴，a 或b、d）轴为X 轴，与X 轴Z 轴垂直的Y 轴，其指向按1949 年IRE 标准规定，对左右旋晶体均采用右手直角坐标系。
4、具有双折射现象：但当光沿Z 轴方向射入时不发生双折射现象，所以又称Z 轴为光轴。
压电石英晶体的不同分类
压电石英晶体的不同分类压电石英晶体是一种高精准度的振荡元件，广泛应用于频率控制、计时、同步和精密测量等领域。
根据晶体的结构和制作方法，压电石英晶体可以分为多种不同的类型。
AT晶体AT晶体是一种经典的石英晶体，在频率为6~30MHz的应用中应用最广泛。
其优点在于稳定性高、质量因数大、温度效应小，能够满足广泛的应用要求。
但是AT晶体的发音度有一定的限制，无法满足高速通信和数据处理的需要。
BT晶体BT晶体是对AT晶体的改进和优化，其优点在于品质因数高、振荡频率范围广、稳定性好。
同时，BT晶体比AT晶体更加适用于高速通信和数据处理应用，能够提供更稳定、更精确的振荡信号。
SC晶体SC晶体是一种小型化、低功耗的压电石英晶体，通常用于便携式电子产品中。
由于晶体结构的特殊设计，SC晶体在频率为32kHz~60kHz范围内具有稳定的振荡性能，并且功耗非常低，这使其成为电子手表、体重秤、遥控器等电子产品中的常见组件。
MC晶体MC晶体是一种超微型的压电石英晶体，由于其超小型的体积和优秀的振荡性能，常用于智能手表、蓝牙耳机、穿戴式设备等小型化电子产品中。
MC晶体的制作难度和工艺要求极高，但是其特殊的结构设计和制作工艺，可以提供非常稳定、精确的振荡信号。
DT晶体DT晶体是一种双倍频压电石英晶体，其设计与制作方法与AT晶体相似，但是具备双倍频的特殊性能。
DT晶体的优点在于具有较高的品质因数、低的倍频噪音和优异的时间稳定性，适用于高精度定时和信号处理等领域。
SC-cut晶体SC-cut晶体是一种新型压电石英晶体，其结构与常规石英晶体不同，具有非常高的品质因数和温度稳定性。
SC-cut晶体的应用范围非常广泛，涵盖高速通信、卫星导航、精密测量等多个领域。
结论以上是压电石英晶体的不同分类，不同类型的晶体在不同的应用场景中都有其独特的优势和特点。
制造这些晶体的工艺十分复杂，需要高精度的机械加工和精细的物理、化学过程。
随着电子技术的发展和应用场景的不断扩大，压电石英晶体的种类也会越来越多，不断满足不同领域的需求。
压电晶体
有一类十分有趣的晶体，当你对它挤压或拉伸时，它的两端就会产生不同的电荷。
这种效应被称为压电效应。
能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。
水晶（α-石英）是一种有名的压电晶体。
压电晶体是用量仅次于单晶硅的电子材料，用于制造选择和控制频率的电子元器件，广泛应用于电子信息产业各领域，如彩电、空调、电脑、DVD、无电线通讯等，尤其在高性能电子设备及数字化设备中应用日益扩大。
低腐蚀隧道密度压电晶体是生产SMD频率片、手机频率片的必需材料。
压电晶体产品品种主要有：Z棒、Y棒、厚度片、频率片。
石英晶体的压电效应某些晶体，当沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，同时在某两个表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
这种现象叫压电效应。
反之，如对晶体施加电场，晶体将在一定方向上产生机械变形；当外加电场撤去后，该变形也随之消失。
这种现象称为逆压电效应，也称作电致伸缩效应。
原理图MCXO数字温补晶振原理框图普通晶体振荡器(SPXO)。
这是一种简单的晶体振荡器，通常称为钟振，其工作原理为图3中去除“压控”、“温度补偿”和“AGC”部分,完全是由晶体的自由振荡完成。
这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。
压控晶体振荡器(VCXO)。
这是根据晶振是否带压控功能来分类，带压控输入引脚的一类晶振叫VCXO，以上三种类型的晶振都可以带压控端口。
编辑本段压电晶体分类根据晶振的功能和实现技术的不同，可以将晶振分为以下四类：恒温晶体振荡器(以下简称OCXO)这类型晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术，将晶体置于恒温槽内，通过设置恒温工作点，使槽体保持恒温状态，在一定范围内不受外界温度影响，达到稳定输出频率的效果。
这类晶振主要用于各种类型的通信设备，包括交换机、SDH传输设备、移动通信直放机、G P S接收机、电台、数字电视及军工设备等领域。
石英晶体压电效应
石英晶体压电效应《神奇的石英晶体压电效应》嘿，大家好呀！今天咱来聊聊一个特别有意思的东西，那就是石英晶体压电效应。
这可真是个神奇的现象呢！我记得有一次啊，我去参加一个科学展览。
在那里，我看到了一个特别的展示台，上面摆着一些看起来普普通通的石英晶体。
一开始我还没啥感觉，就想着不就是些石头嘛。
但工作人员的一番介绍，可真是让我大开眼界了。
工作人员说，这些石英晶体有着一种神奇的能力，叫做压电效应。
啥是压电效应呢？简单来说，就是当你对石英晶体施加压力的时候，它居然能产生电！哇塞，当时我就觉得太不可思议了。
然后工作人员就开始给我们演示啦。
他拿起一块石英晶体，用一个小锤子轻轻敲了敲它，嘿，你猜怎么着，旁边连接的一个小灯居然亮了起来！我当时眼睛都瞪大了，这也太神奇了吧！就这么轻轻一敲，电就出来了，这也太好玩了。
我就在那盯着看了好久，心里一直在琢磨，这到底是咋回事呢。
工作人员接着解释说，这就是石英晶体的压电效应在起作用呀。
当晶体受到压力时，它里面的原子啊啥的就会发生一些变化，然后就产生了电能。
我听了之后，虽然还是有点不太明白，但就是觉得好厉害啊。
从那以后，我对石英晶体压电效应就特别感兴趣。
我还专门去查了一些资料，想更深入地了解它。
原来啊，这石英晶体压电效应在我们生活中还有很多应用呢。
比如说，有些电子设备里就用到了它，靠着它来产生电能。
我越想越觉得神奇，这小小的石英晶体，平时看着不起眼，没想到还有这么大的本事。
就像我们人一样，有时候不能光看外表，说不定每个人都有自己独特的、像石英晶体压电效应这样神奇的能力呢。
哎呀呀，说了这么多，我还是对那次在科学展览上看到的石英晶体压电效应印象深刻。
真希望以后还能有更多这样有趣的发现，让我好好去探索一番。
总之呢，石英晶体压电效应真的是太神奇啦！它让我看到了大自然的奇妙之处，也让我对科学充满了好奇和向往。
下次要是你也有机会看到关于石英晶体压电效应的展示，可一定要好好感受一下哦，相信你也会被它的神奇所吸引的！哈哈！。
压电晶体与压电陶瓷的结构、性能与应用
压电晶体与压电陶瓷的结构、性能与应用摘要：压电晶体与压电陶瓷作为典型的功能材料，具有能实现机械能与电能之间互相转换的工作特性，在电子材料领域占据相当大的比重。
本文从压电效应入手，阐述了压电晶体与压电陶瓷的结构原理以及性能特点。
针对压电晶体与压电陶瓷在生产实践中的应用情况，综述了其近年来的研究进展，并系统介绍了其在各个领域的应用情况和发展趋势。
关键词：压电晶体压电陶瓷压电效应结构性能应用发展引言1880年皮埃尔•居里和雅克•居里兄弟在研究热电现象和晶体对称性的时候，在α石英晶体上最先发现了压电效应。
1881年，居里兄弟用实验证实了压电晶体在外加电场作用下会发生形变。
1894年，德国物理学家沃德马•沃伊特，推论出只有无对称中心的20中点群的晶体才可能具有压电效应。
[1]石英是压电晶体的代表，利用石英的压电效应可以制成振荡器和滤波器等频率控制元件。
在第一次世界大战中，居里的继承人朗之万，为了探测德国的潜水艇，用石英制成了水下超声探测器，从而揭开了压电应用史的光辉篇章。
除了石英晶体外，酒石酸钾钠、BaTiO3陶瓷也付诸应用。
1947年美国的罗伯特在BaTiO3陶瓷上加高压进行极化处理，获得了压电陶瓷的压电性。
随后，美国和日本都积极开展应用BaTiO3压电陶瓷制作超声换能器、音频换能器、压力传感器等计测器件以及滤波器和谐振器等压电器件的研究，这种广泛的应用研究进行到上世纪50年代中期。
1955年美国的B.贾菲等人发现了比BaTiO3的压电性优越的PbZrO3-PbTiO3二元系压电陶瓷，即PZT压电陶瓷，大大加快了应用压电陶瓷的速度，使压电的应用出现了一个崭新的局面。
BaTiO3时代难以实用化的一些应用，特别是压电陶瓷滤波器和谐振器以及机械滤波器等，随着PZT压电陶瓷的出现而迅速地实用化了。
采用压电材料的SAW滤波器、延迟线和振荡器等SAW器件，上世纪70年代末也已实用化。
上世纪70年代初引起人们注意的有机聚合物压电材料（PVDF），现在也已基本成熟，并已达到了生产规模。
压电石英晶体
– 谐振器的等效电路、振动模式；振荡器原理
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参考书目： 秦自楷 等，《压电石英晶体》，国防工业出版社，
北京，1980 张沛霖，钟维烈 等，《压电材料与器件物理》，
山东科学技术出版社，济南 1997
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T 2 L g
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机械时代的单摆计时标准有以下问题： （1）计时不准确：时间分辨率（解析率低） 秒的量级； （2）计时不准确：受外加环境影响大--摆的长度变化，热
胀冷缩，一般是摆的下端加调节螺栓达到修正摆的长度 的功能（优势）；机械磨损，手表中的部件使用钻石； （3）机械振动，无法成为电路中的电学量的时间频率标准！
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人工石英晶体：
实用的石英晶体绝大部分是 人工培育的。人工石英晶体 收籽晶（Seed）形状和生长 条件的影响有不同的外形。 常见的人工石英晶体有沿y轴 较长的y棒和z面较大的z板。
y-bar z-plate
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石英晶体各晶面法线夹角
两个晶面
夹角
两个晶面
夹角
mm
600
Rr
4618’
mR
3813’
sR
2858’
mr
3813’
sr
2858’
ms
3755’
sx
2554’
石英晶体压电效应作用力与电荷的关系
石英晶体压电效应作用力与电荷的关系说到石英晶体的压电效应，大家肯定不陌生，虽然这个名字听起来有点高大上，但其实它背后的原理可以说是非常简单又有趣。
其实说白了，石英晶体就像是一个“电荷收集器”，只要给它一点压力，它就会发电。
嗯，听起来像是魔法一样吧，但其实是物理学的“魔法”哦。
简单来说，压电效应就是通过施加外力，导致晶体内的电荷重新排列，进而产生电压的现象。
你想啊，这就像你用手指戳一下气球，气球里的空气会因为压力发生变化，石英晶体也是类似的“受压”反应，不过它产生的是电压，哈哈，真是小小的晶体也能大有作为。
那到底什么情况下石英晶体会产生这种神奇的电压呢？其实它的原理非常有意思。
石英晶体这种材料本身有一种很特别的结构，像是排列得非常整齐的砖块。
每一个砖块上都藏着电荷，大家想象一下这些电荷像小小的蚂蚁，平时都安安静静地待在各自的地方。
可一旦施加了外力，压迫或者拉伸，电荷们就开始“暴动”，重新聚集起来，形成一种电压。
其实这个过程就像是你在按压一个很紧的橡皮筋，一下子松开，橡皮筋反弹的力一样，电荷们也是“嗖”地一声从原本的位置跳出来，带来了电压。
有趣的是，石英晶体的这种“暴力”行为不仅仅是一个偶然现象，它可以被我们有意控制。
你想啊，如果我们在石英晶体上施加一个周期性的力，比如让它在一定的频率下震动，就能产生一个稳定的电流。
这种现象在日常生活中其实非常常见，比如在你手中的智能手机、精密的传感器，甚至高科技的超声波仪器里，都能看到压电效应的身影。
说不定你正在看这篇文章的时候，手里的手机里就有石英晶体在默默地为你工作呢！那，除了产生电压，石英晶体还能做什么呢？嘿嘿，能量转化嘛！它不仅能够从压力中获得电能，还能把电能转换成机械能。
举个例子，如果你家里有超声波清洗器，就是利用压电效应的原理，通过高频的震动来清洁物品。
它的小小晶体把电能转化成了震动，让你的珠宝、眼镜焕然一新，简直是“物理化”的清洁工。
哦对了，还有一种更有意思的应用，那就是“石英钟”。
低频压电陶瓷
低频压电陶瓷低频压电陶瓷是一种特殊的压电石英晶体材料，它具有较低的频率响应，使它能够应用于广泛的电子设备中。
下面我们将通过分步骤阐述低频压电陶瓷的相关知识，来让大家更加了解它。
一、低频压电陶瓷的定义低频压电陶瓷是一种具有良好压电性能的陶瓷材料，它能够将机械压力转化为电信号。
这种陶瓷材料不仅具有良好的压电性能，而且还具有稳定且长寿命的特点。
二、低频压电陶瓷的原理低频压电陶瓷是一种具有压电效应的材料，它能够将外界的压力转化为电信号。
这是因为在其晶体结构中存在着不对称的中心，当材料受到机械压力时，这种不对称的结构就会导致晶体内部出现电荷的分布不平衡，从而形成电场。
三、低频压电陶瓷的优点低频压电陶瓷具有以下几个显著的优点：1、良好的稳定性低频压电陶瓷材料的结构非常稳定，它们能够长时间保持压电性能，能够在各种环境条件下运作。
2、长寿命由于低频压电陶瓷的结构稳定，因此它们的寿命很长，可以用于需要持续长时间运作的设备中。
3、出色的响应速度和灵敏度低频压电陶瓷能够迅速响应机械压力，并将其转换为电信号。
因此它们在许多需要高灵敏度的应用中表现出色。
四、低频压电陶瓷的应用低频压电陶瓷具有广泛的应用领域，包括：1、测量和检测设备由于低频压电陶瓷具有高精度和高灵敏度的特点，因此它们被广泛用于测量和检测设备中。
例如，它们可以用于测量气体和液体的压力、重量和流量等。
2、音频设备低频压电陶瓷也被广泛用于音频设备中，如扬声器、麦克风等。
3、健康监测和医疗设备低频压电陶瓷能够精确地测量身体的压力和运动，因此它们被广泛用于健康监测和医疗设备中。
例如，在人体运动监测设备中，低频压电陶瓷可以用来测量运动的频率、节律和幅度。
总之，低频压电陶瓷是一种重要的陶瓷材料，具有良好的压电性能和稳定性，并具有广泛的应用领域。
它们在各个方面都发挥着日益重要的作用。
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石英晶振压电生物传感器
特点
这种压电传感器稳定性好, 线性度高, 简易、快捷 、价廉、易于实现自动化。通过改变晶体镀层的 吸收物, 可进行多种物质测量,
因此, 其具有可移植性, 有良好的应用前景和巨大 的潜在价值。
石英晶振的压电效应
压电石英晶体生物传感器基本原理
1959年德国物理学家Sauerbrev导出AT切向的压 电石英晶体频率变化△F与晶体表面均匀吸附外 加质量△M的关系，即Sauerbrey方程：
压电基因传感器 压电传感器应用于细胞和微生物研究
△ F=一KF2△M／A 式中， △P一石英晶体的频移；
K一常数，Je2．26×lO～；
F一压电晶体的固有谐振频率(基频)； △M一晶体表面的沉积质量。 A 一涂层面积(cm2）△ F=Fra bibliotekKF2△M／A
不难看出，当外来物沉积于石英晶体表面时，其 质量的变化与谐振频率成正比，从而建立了压电 石英晶体谐振测量技术的理论基础。
压电石英晶体生物传感器的构成
主要由石英晶体、检测振荡电路、信号检测系统 、计算机信号记录处理系统等组成
压电石英晶体生物传感器能否获得稳定的频率信 号，关键在振荡电路能否有效地驱动石英晶体在 谐振频率下振荡。
检测池
传感器检测池的结构对振荡器的性能影响很大，
为了减少阻尼，所设计的QCM检测池采用单面触 液型
无检测池
石英晶片在干燥状态下直接测定待测目标，录敏 度高，稳定性好，但操作耗时，固定物易被洗脱 下来。
应用
一个生物样品检测CO2 浓度的实验, 用来验证该 传感器应用能力,
由图5 可看出传感器对CO2 的响应是可逆的。对 浓度8. 55%的CO2 气体样品, 传感器响应时间为 3min
应用
压电免疫传感器