基本压电晶体单元英文解释翻译、基本压电晶体单元的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 fundamental piezoelectric crystal unit
分词翻译:
基本的英语翻译:
basic; essence
压电晶体单元的英语翻译:
【电】 piezoelectric crystal unit
专业解析
基本压电晶体单元(Fundamental Piezoelectric Crystal Element)是指构成压电器件核心功能的最小、最基础的压电材料结构单元。它通常指一片具有特定切割取向和几何形状的单晶压电材料(如石英晶体),能够实现电能与机械能之间的相互转换。以下是详细解释:
1. 压电效应原理
- 正压电效应:当对基本压电晶体单元施加机械应力或应变时,其内部晶格结构发生形变,导致正负电荷中心分离,从而在晶体表面产生电荷(电压)。公式表示为:
$$
D = d cdot T
$$
其中 (D) 为电位移,(d) 为压电常数,(T) 为应力张量。
- 逆压电效应:对晶体施加电场时,晶格结构受电场力作用产生形变(应变)。公式为:
$$
S = d^T cdot E
$$
其中 (S) 为应变,(E) 为电场强度。这种双向能量转换特性是压电器件工作的物理基础。
2. 结构与材料特性
- 晶体结构:以石英(SiO₂)为例,其晶胞为硅氧四面体沿Z轴螺旋排列,对称性(如三方晶系)决定压电性能的各向异性。
- 切割取向:晶片的切割角度(如AT切、BT切)直接影响其谐振频率、温度系数和机电耦合效率。例如AT切石英晶片在25°C附近具有零温度系数拐点,适用于高稳定振荡器。
- 关键参数:包括压电常数((d_{ij}))、机电耦合系数((k))、机械品质因数((Q_m))和频率常数((N)),共同决定单元的能量转换效率。
3. 核心功能与应用
- 频率控制:作为晶体谐振器(Crystal Resonator)的核心,利用机械共振特性产生稳定电信号,精度可达ppm级,广泛用于时钟电路和通信系统。
- 传感与执行:在传感器中(如压力/加速度传感器),外力作用产生电荷信号;在执行器中(如超声换能器),电场驱动产生精密位移或振动。
- 信号处理:用于滤波器、延迟线等,通过压电效应实现电信号与声波(体波或表面波)的转换与处理。
4. 技术标准与规范
根据IEEE标准176-1987,基本压电晶体单元的性能需通过谐振频率测试、阻抗分析及温度特性校准。例如石英晶体的频率公差需符合IEC 60679标准,工业级器件通常要求±50ppm精度。
权威参考来源:
- 《压电学原理》(Principles of Piezoelectricity) - Cady, W.G. 著,定义压电效应基础理论。
- IEEE标准176 - "压电晶体谐振器测试方法",规范性能参数测量。
- 《压电材料与器件》(Piezoelectric Materials and Devices) - APC International Ltd. 技术手册,详述晶体切割与应用设计。
- IEC 60679标准 - "石英晶体控制振荡器",规定频率稳定性要求。
网络扩展解释
“基本压电晶体单元”是电子学领域的一个术语,其核心含义和特点如下:
-
定义与功能
指利用压电效应实现电能与机械能转换的基础晶体元件。压电效应指某些晶体材料(如石英)在受到机械应力时产生电荷(正压电效应),或施加电场时发生形变(逆压电效应)的特性。这种单元通常作为振荡器、滤波器等电路的核心组件。
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结构特点
作为“基本”单元,其设计通常为标准化的最小功能结构,可能包含单一压电晶体片、电极等基础部件,用于产生稳定的频率信号。
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应用场景
常见于钟表、通信设备、传感器等精密电子装置中。例如,石英晶体振荡器通过压电效应维持高精度时间基准。
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相关术语扩展
在技术文献中,类似概念包括“单晶体管单元”(微型电路设计)、“功率晶体管开关单元”(电力控制模块)等,但压电晶体单元更侧重能量转换特性。
如需进一步了解压电晶体的物理原理或具体电路应用,可参考电子工程领域的专业资料。
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