Ключевое различие между пьезоэлектрическим и пьезорезистивным заключается в том, что пьезоэлектрический относится к наличию электрической поляризации, возникающей в результате приложения механического напряжения, тогда как пьезорезистивный относится к наличию изменения электрического сопротивления полупроводника при приложении механического напряжения. напряжение.
Пьезоэлектричество - это электрический заряд, который накапливается в некоторых твердых материалах, включая кристаллы, некоторые виды керамики и биологические материалы, включая кости, ДНК и белки. Пьезорезистивный эффект противоположен этому явлению.
Что такое пьезоэлектрический?
Пьезоэлектрический относится к наличию электрической поляризации, возникающей в результате приложения механического напряжения. Это явление известно как пьезоэлектричество. Пьезоэлектричество - это электрический заряд, который накапливается в некоторых твердых материалах, включая кристаллы, некоторые типы керамики и биологические материалы, включая кости, ДНК и белки. Это накопление электрических зарядов происходит в ответ на приложенное механическое напряжение. Другими словами, пьезоэлектричество - это электричество, возникающее из-за давления и скрытой теплоты.
Рисунок 01: Пьезоэлектрические весы
В общем случае пьезоэлектрический эффект возникает из-за линейного электромеханического взаимодействия между механической и электрической фазами в кристаллических материалах, не имеющих инверсионной симметрии. Более того, пьезоэлектрический эффект можно отнести к обратимым процессам. Другими словами, материалы, которые могут проявлять пьезоэлектрический эффект, могут также демонстрировать обратный пьезоэлектрический эффект. Обратным процессом является внутреннее генерирование механической деформации, возникающей из-за приложенного электрического поля.
Если рассматривать историю этого эффекта, то он был впервые обнаружен французскими физиками Жаком и Пьером Кюри в 1880 году. С тех пор этот эффект нашел множество применений, включая производство и обнаружение звука, струйную печать, генерацию электричества высокого напряжения, микровесов и т.д.
Что такое пьезорезистивный?
Пьезорезистивный относится к наличию изменения удельного электрического сопротивления полупроводника при приложении механической деформации. Это противоположно пьезоэлектрическому эффекту. Это может вызвать изменение только электрического сопротивления (но не электрического потенциала). Пьезорезистивный эффект был впервые обнаружен лордом Кельвином в 1856 году с помощью метаустройств под действием механической нагрузки.
В проводниках и полупроводниках изменения межатомного расстояния происходят из-за эффекта деформации запрещенной зоны, что облегчает перемещение электронов в зону проводимости. Это движение приводит к изменению удельного сопротивления материалов.
Обычно пьезосопротивление в металлах возникает из-за изменения геометрии, происходящего от приложения механического напряжения. Даже если пьезорезистивный эффект в некоторых материалах невелик, им нельзя пренебрегать. Мы можем просто рассчитать пьезорезистивный эффект, используя следующее уравнение, полученное из закона Ома.
В приведенном выше уравнении R - сопротивление, удельное сопротивление, l - длина проводника, а A - площадь поперечного сечения тока.
В чем разница между пьезоэлектрическим и пьезорезистивным?
Пьезоэлектрический и пьезорезистивный - это термины, противоположные друг другу. Ключевое различие между пьезоэлектрическим и пьезорезистивным заключается в том, что пьезоэлектрический относится к наличию электрической поляризации, возникающей в результате приложения механического напряжения, тогда как пьезорезистивный относится к наличию изменения электрического сопротивления полупроводника при приложении механического напряжения.
В следующей таблице приведены различия между пьезоэлектрическими и пьезорезистивными датчиками.
Резюме – Пьезоэлектрические и пьезорезистивные
Пьезоэлектрический и пьезорезистивный - это термины, противоположные друг другу. Ключевое различие между пьезоэлектрическим и пьезорезистивным заключается в том, что пьезоэлектрический означает наличие электрической поляризации, возникающей в результате приложения механического напряжения, тогда как пьезорезистивный означает наличие изменения электрического сопротивления полупроводника при приложении механического напряжения.
