|
Viele Kristalle erzeugen eine elektrische Ladung, wenn sie mechanisch belastet werden. Dieser physikalische Zusammenhang ist als piezoelektrischer Effekt weltbekannt geworden. Sensoren die diesen Effekt nutzen sind prädestiniert für Messaufgaben mit besonders extremen Anforderungen an Geometrie, Temperaturbereich und Dynamik. Der piezoelektrische Effekt wurde 1880 durch die Gebrüder Curie entdeckt. "Piezein" stammt aus dem Griechischen und bedeutet "drücken". Die beiden Physiker stellten fest, dass sich die Oberfläche bestimmter Kristalle elektrisch aufladen, wenn der Kristall mechanisch belastet wird. Diese elektrische Ladung ist exakt proportional zu der auf den Kristall wirkenden Kraft, welche in pico-Coulomb (pC) gemessen wird. Entstehung der Ladung
Beim Auftreten einer Kraft auf ein Kristall wird die typische Gitterstruktur deformiert. Die Gitterstruktur darf dabei kein Symmetriezentrum aufweisen. Ein sehr geeigneter Kristall ist somit der synthetisch herstellbare Quarz (SiO2). Bei der Deformation werden die positiven Silizium- und die negativen Sauerstoff-Ionen gegeneinander verschoben. Somit wird der positive und der negative Ladungsschwerpunkt verlagert, was schliesslich zur Bildung der elektrischen Ladung führt.
|