压电器件
利用材料的压电效应(见石英晶体)制成的器件。大多数压电器件的结构由电极、压电片、支架和外壳组成。其中压电片可以是圆片、长条片、棒、圆柱等形状。压电器件的应用范围很广。当电信号频率接近压电片的固有频率时，压电器件靠逆压电效应产生机械谐振，谐振频率主要决定于压电片的尺寸和形状。
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利用材料的压电效应(见石英晶体)制成的器件。大多数压电器件的结构由电极、压电片、支架和外壳组成。其中压电片可以是圆片、长条片、棒、圆柱等形状。压电器件的应用范围很广。当电信号频率接近压电片的固有频率时，压电器件靠逆压电效应产生机械谐振，谐振频率主要决定于压电片的尺寸和形状。
以一个或多个压电陶瓷振子(被覆电极的陶瓷片)通过金属支架固 定或用引线焊接，再封入外壳即构成陶瓷滤波器。例如将两个陶瓷振子按图1a作L型连接,可组成双振子陶瓷滤波器。调节串联振子1的谐振频率fr1,使之等于并联振子2的反谐振频率fa2,于是滤波器的衰耗特性就如图1b。当信号频率位于fr1(=fa2)附近时,滤波器导通;当信号频率远离fr1时,滤波器阻断。实际上双振子组成的滤波器特性较差,如果将这个结构看作一节,并组成多节滤波器，则可得到满意的滤波特性。 压电器件
陶瓷滤波器的分类如表2。陶瓷材料的机电耦合系数大，适于作宽带滤波器。其相对带宽约为0.3%~20%，阻带衰减可达60分贝以上。 压电器件
又称压电角速度传感器，是一种新型的导航仪器，多采用振梁结构形
式。它有一根横截面近似方形的金属梁，在梁上粘贴四个压电换能器(图 3)。金属梁用恒弹性系数合金材料制成，换能器用高机电耦合系数的陶瓷材料制成。在驱动换能器上输入电信号，借助逆压电效应使金属梁产生以yz平面为中性面的弯曲振动。梁内任意点的速度为vx。若梁同时又以角速度ωz绕z 转动，则梁内各点将受到科氏的作用,由此引起以xz为中性面的弯曲振动。这个振动通过正压电效应使读出换能器输出电信号，信号的幅度与角速度ωz成正比,故可用来确定角速度ωz的大小。在梁的另两个面上还粘贴有反馈换能器和阻尼换能器，它们的作用是保持金属的振幅稳定和输出动态特性良好。压电陀螺不存在高速转动部分，因而具有功耗小、寿命长、动态范围宽、体积小和可靠性高等优点。 压电器件
压电陶瓷器件还有许多种类，应用于各个领域。利用陶瓷的高机电耦 合效应、高介电常数和高Q值等特点而设计的压电陶瓷测量器件，能方便地测量以往用其他方法难以测量的参数。例如，可以测量铁道枕木所受的压力、油断路器内的压力、冲击波管内的压力、煤矿坑道支架所受的压力等，也可以测量像继电器的触点和人的脉搏等微小压力。它既能测量动态力也能测量静态力，而且测量范围和精度都比较高。在陶瓷片上附加质量负载，就可制成加速度计。这种加速度计再附以积分电路就可构成振动计，用它可以测量地壳和建筑物的低频振动。在陶瓷圆管上粘接喇叭型金属块,使其振幅增大,可用来测定金属的磨损和进行疲劳试验以及测量薄膜的粘接强度等。此外，压电陶瓷超声换能器在水声和医疗等领域中的应用也日益增多。
如果频率温度特性也满足要求，即可用来进行稳频、选频和计时。利用这种谐振来产生声波，就构成超声换能器。利用谐振频率随温度或压力而变化的特点，还可制成精度很高的测温计和测力计。在非谐振状态下，利用它的逆压电效应可制成微位移器，利用它的正压电效应又可制成压电引燃和引爆器件。
压电器件的品种繁多,按其用途可分成表1所列的 7类。按其使用的材料则可分成压电晶体器件、压电陶瓷器件。压电晶体器件包括石英谐振器、晶体振荡器和晶体滤波器。
压电陶瓷器件主要有陶瓷滤波器、陶瓷变压器、压电陀螺等。
1、刀开关：又称闸刀开关或隔离开关，它是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器。 2、熔断器：也被称为保险丝，IEC127标准将它定义为“熔断体（fuse-link）”。它是一种安装在电路中，保...
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人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。比紫光光波长更短的光叫紫外线，比红光波长...
根据陶瓷片的压电效应和谐振特性来实现电压变换的器件。陶 瓷变压器有多种结构形式，但常用的为横向-纵向变压器(图2)。陶瓷片左半部分上下面被覆电极，并沿厚度方向极化，作为输入端，称驱动部分;右半部分的端面被覆电极，并沿长度方向极化，作为输出端，称发电部分。与一般线绕变压器相比，陶瓷变压器的最大特点是适宜在高电压、小电流下应用，故可作为雷达指示管和电视机显像管的高压电源，以及电子复印机、静电集尘机和红外变像管等的高压电源。 压电器件
电力电子器件常用低压电器
电力电子器件常用低压电器
电力电子器件常用低压电器
Piezoelectric Devices Market by Material (Piezoceramics, Piezopolymers, Piezocomposites, Piezocrystals), Product (Actuators, Transducers, Motors, Sensors, Generators), Application (Industrial, Automotive, Healthcare, Consumer) - Global Forecast to 2022
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麦姆斯咨询 王懿
电子邮箱：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）
据麦姆斯咨询报道，全球压电器件市场将从2016年的235.4亿美元增长至2022年的313.3亿美元，2016~2022年期间的复合年增长率为4.88%。压电复合材料在工业领域的应用增加和新兴能量收集技术的发展（如收集身体运动和机器震动的机械能）正在对全球压电器件市场产生巨大的需求。驱动压电器件市场增长的主要因素包括：压电器件在能量收集领域的应用增长，政府和投资机构对压电器件市场的资金支持，此外，汽车行业的兴起预计将在未来几年推动压电执行器市场的发展。
按照材料细分市场，由于压电陶瓷具有高灵敏度，且能够制成各种形状和大小，所以其占有全球压电器件市场的最大份额。目前，应用最广泛的压电陶瓷材料是锆钛酸铅（PZT），其应用领域包括医疗保健、工业制造、汽车等。
按照产品细分市场，由于压电执行器和压电马达具有较高的可靠性和成本效益等优点，其在本报告预测期内将呈现显著增长的趋势。主要应用驱动力来自超精密运动装置的需求增长，例如制造、结构健康监测和非破坏性测试等。此外，汽车和消费电子产品也有望助推市场增长，如智能手机摄像头中的自动对焦组件，汽车中的压电陶瓷爆震传感器、超声波传感器、压电喷油器等。
按照应用细分市场，工业和制造应用占据全球压电器件市场的最大份额。压电马达、压电传感器、压电执行器及其它换能器在工业过程方面有很多重要用途，例如压电式超声波传感器在制造过程中应用于分选和材料处理；压电式水位传感器应用于检测箱中液体材料的位置；压电执行器应用于加工设备的高精度控制及定位。这些压电器件提高了自动化程度和精度，减少了人为错误，以及其带来的材料损失。
按照地区细分市场，2015年亚太地区占据全球压电器件市场最大的市场份额。相比任何其它国家，日本在压电材料方面投入的研发力量更大。近些年，日本试图将压电技术拓展更多的新应用，如尝试在火车站的地板中放置压电器件来发电。由于上述这些研究及应用，亚太市场将在未来几年以最快的速度增长。
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2022年压电器件市场（按照地区细分）
全球压电器件市场的主要参与者包括：美国APC、美国Exelis、日本富士陶瓷株式会社、日本压电气株式会社、英国Morgan Advanced Materials、德国Physik Instrumente (PI)、德国piezosystem jena、德国CeramTec、美国Piezo Solutions、美国Piezo Systems、德国Piezomechanik Dr. Lutz Pickelmann、美国Mad City Labs、美国EuroTek、美国CTS、美国Aerotech、日本理光等。
本报告的研究范围：
按照材料细分：
- 压电晶体
- 压电陶瓷
- 压电聚合物
- 压电复合材料
按照产品细分：
- 压电传感器
- 压电执行器
- 压电马达
- 压电发电机
- 其它
按照应用细分：
- 工业和制造
- 国防和航空航天
- 汽车
- 医疗保健
- 信息和通信
- 消费类电子产品
- 其它
按照地区细分：
- 北美
- 欧洲
- 亚太地区
- 世界其它地区
价格：单用户版：5650美元（可以支付人民币）
若需要《压电器件市场-2017版》报告样刊，请发E-mail：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）。
基于压电效应的新型纳米电子逻辑器件，这种逻辑器件的开关可以通过外加在氧化锌纳米线上的应力所产生的电场调控，进而实现基本和复杂的逻辑功能。传统的场效应晶体管中，一种场效应开关调控了半导体中电流的方向;这种电场是靠外加的电压。而这种新型纳米逻辑器件的开关场则是通过氧化锌纳米线的机械变形来产生的晶体内部场，它可以取代传统金属氧化物半导体(CMOS)器件中栅极电压的作用，从而可调控载流子的运动。CMOS晶体管的研究致力于高速运算，与之互补，新型纳米压电逻辑器件适用于低频应用领域。基于压电效应的新型纳米电子逻辑器件的基本元件包括晶体管和二极管，可广泛应用于纳米机器人、纳米机电系统、微机电系统、微流体器件中。调控这类逻辑器件的信号应力可以是简单的按钮动作，也可由液体流动、肌肉的伸缩或机器人部件的运动所产生。利用机械应变作为栅极门控制信号的氧化锌纳米线压电晶体管(strain-gated-transistor)是这一组新型逻辑器件的基本组成元件。每个氧化锌纳米线压电晶体管由一根集成在柔性衬底上的氧化锌纳米线和其两端的源漏金属电极构成。改变作用在柔性衬底上的应力，在纳米线中应变极性发生相应的改变，进而实现对压电晶体管的触发调控。
音叉料位开关(详见:www.levelmeter.cn/product-62-1.html)的探头基于音叉式设计，采用压电器件实现叉体的振动驱动与检测。不接触物料时，音叉在谐振频率下产生自由振动，当音叉与被测物料接触时，音叉的振动振幅明显减小，压电检测器件的输出信号幅度随之减小，信号变化由智能电路检测分析并输出一个开关信号。
音叉料位开关具有安装简单，维护方便，可测介质密度低的特点，但由于市场上音叉料位开关种类繁多，质量参差不齐，其在防止挂料、抗腐蚀耐高温方面表现各异，所以在选购音叉料位开关之前，需要确认仪表型号是否满足现场的环境要求，如：过程压力、过程温度、介质的化学性能等，确保仪表在安装后能够正常使用。除了上面应该注意的事项外，音叉料位开关还有以下几点安装须知，需要在安装时特别注意。
1、避开入料口
如图1所示，在选择音叉料位开关安装位置时，应避免由于安装在入料口位置造成的测量误差，更应避免物料冲击造成仪表损坏。
2、安装方向
安装Fork-11音叉料位开关(详见：www.levelmeter.cn/productshow-62-3-1.html)时，叉体面和介质流动的方向应保持一致，可以避免由于介质对叉体的阻力而产生的测量误差，如图2所示。
图2 介质流动方向
①螺纹连接的标志点 ②介质流动方向
3、水平安装
为了确保测量的准确性，可以将Fork-11音叉料位开关水平安装。如果测量误差允许在几厘米范围内，建议将音叉料位开关向下倾斜约20°后安装，同时叉体表面应尽量垂直，这样可以避免由于物料在叉体上的粘附而造成的测量误差；当用于测量快速升降和快速流动的物料时，还需要增加防护挡板，音叉料位开关才能更可靠地工作。如图3所示。
a 一般防护挡板类型
b 对于粗糙或具有较大磨损性物料的挡板类型
说明：安装时，请在振动体的上方安装一个防护挡板，该防护挡板的长度应大于探头水平安装的插入长度，确保能保护探头不受损坏，一般性物料防护挡板的方式可参见图3中“a”。
如果被测物料是粗糙或具有很大磨损性的物料，可以选择凹型防护挡板。这种挡板可让物料在凹槽内形成一定的堆积，减少物料对挡板的冲击，从而提高防护挡板的使用寿命，参见图3中的“b”。
4、防潮
当音叉料位开关安装在户外或有潮气的环境中，如遇到下雨或存在冷凝现象时，雨水和冷凝水便会随之往下流，所以在接入电缆之前，请将电缆线弯曲并朝下引，以防止水或潮气进入仪表，如图4所示。
5、压力/真空
对于过压或欠压的容器或管道时，必须保证过程连接处的密封完好性。安装之前应确认好密封材料是否满足现场过程温度和过程压力的要求。
以上是音叉料位开关的特点和安装须知，大家在安装时需要特别留意。因为只有正确的安装，才能保证仪表的稳定工作和可靠运行，所以了解音叉料位开关的特点和安装须知，是安装前的一门必修课。
因应不同的工作环境，计为自动化(官网:www.levelmeter.cn)开发出了Fork-11系列音叉料位开关，有标准型（Fork-11音叉料位开关）、高温型（Fork-11高温型音叉料位开关）、防爆型（Fork-11防爆型音叉料位开关）供用户选择。Fork-11系列音叉料位开关除具有一般音叉料位开关的特点外，还具有耐高温抗腐蚀，有效防止挂料等方面的优点，具有极高的可靠性。
《压电器件市场-2017版》