一、壓電系數(shù)d33的定義：

壓電系數(shù)d33是指材料在壓力作用下產(chǎn)生的電荷量與施加在材料上的壓力之比。它是壓電材料的重要參數(shù),在聲學(xué)、電聲、超聲波、振動(dòng)傳感器等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。d33的值越大,說明材料的壓電效應(yīng)越強(qiáng),可以產(chǎn)生更大的電荷量和更高的靈敏度。常見的壓電材料有鉛鍇酸鉛、鉛鎂鈮酸鈦、聚偏氟乙烯等。

d33的測(cè)量方法一般采用壓電測(cè)試儀進(jìn)行,通過施加不同大小的壓力并測(cè)量產(chǎn)生的電荷量,求得d33的值。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景選擇合適的壓電材料和適當(dāng)?shù)?span>d33值。

二、壓電系數(shù)d33計(jì)算公式

d33=Dt/U。在壓電晶片上加U這么大的應(yīng)力，壓電晶片在厚度上發(fā)生了Dt的變化量，d33越大，發(fā)射靈敏度越高，壓電系數(shù)d33計(jì)算公式就是d33=Dt/U。壓電系數(shù)是壓電體把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能或把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的轉(zhuǎn)變系數(shù)，反應(yīng)壓電材料彈性性能與介電性能之間的耦合關(guān)系。

三、動(dòng)態(tài)壓電常數(shù)和靜態(tài)壓電常數(shù)區(qū)別

壓電常數(shù)(Piezoelectric Constant)是壓電體把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑虬央娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換系數(shù)。它反映壓電材料彈性（機(jī)械）性能與介電性能之間的耦合關(guān)系。選擇不同的自變量（或者說測(cè)量時(shí)選用不同的邊界條件），可以得到四組壓電常數(shù)d、g、e、h，其中較常用的是壓電常數(shù)d。
    其中壓電常數(shù)d33是表征壓電材料性能的*常用的重要參數(shù)之一，一般陶瓷的壓電常數(shù)越高，壓電性能越好。下標(biāo)中的**個(gè)數(shù)字指的是電場方向，**個(gè)數(shù)字指的是應(yīng)力或應(yīng)變的方向，“33”表示極化方向與測(cè)量時(shí)的施力方向相同。
    當(dāng)沿極化方向（Z軸）施加壓應(yīng)力T3時(shí)，在電極面A3上產(chǎn)生的電荷密度σ3 = d33T3。在MKSQ制中，電位移D3 =σ3，則D3 = d33T3，同理，沿X軸和Y軸分別施加機(jī)械應(yīng)力T1和T2，在電極面A3上所產(chǎn)生的電位移為：D3 = d31T1，D3 = d32T2。若晶體同時(shí)受到T1，T2和T3的作用，電位移和應(yīng)力關(guān)系為：D3 = d31T1+d32T2+d33T3，對(duì)于用來產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)式振動(dòng)的材料來說，希望具有大的壓電常數(shù)d。

四、壓電系數(shù)的物理意義

壓電系數(shù)的物理意義在于描述材料在機(jī)械應(yīng)力和電學(xué)性能之間的耦合行為。具體來說，它反映了材料在單位應(yīng)變下產(chǎn)生的極化電荷或者是單位極化電場下的應(yīng)力。這種耦合關(guān)系表現(xiàn)為，當(dāng)壓電體受到機(jī)械應(yīng)力作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，即機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致材料內(nèi)部正負(fù)離子的相對(duì)位移，從而改變了電荷分布；反之，當(dāng)壓電體受到電場作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生形變，即電場導(dǎo)致材料產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變。壓電系數(shù)的大小是評(píng)價(jià)壓電材料性能的重要指標(biāo)之一，較大的壓電系數(shù)意味著材料具有更強(qiáng)的壓電效應(yīng)，能夠在應(yīng)變時(shí)產(chǎn)生更多的電荷輸出，從而提高傳感器和振動(dòng)器的效率和靈敏度。

五、推薦試驗(yàn)相關(guān)儀器：華測(cè)壓電系數(shù)d33測(cè)試儀HCYD-800

技術(shù)參數(shù)

1超高范圍：100到10,000 pC/N，

2精度Accuracy±2%±1 pC/N；負(fù)載：1.0uF；

3高范圍：10到1000 pC/N，

4精 度：±2%±1 pC/N，負(fù)載：1.0uF；

5低范圍1到100 pC/N

6精度±2%±0.1 pC/N，負(fù)載: 1.0uF；

7超低范圍d33 0到10 pC/N，

8精度y:±2%±0.01 pC/N，負(fù)載: 0.1uF；

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、樣品極化方向識(shí)別功能；

2、測(cè)試頻率：調(diào)節(jié)范圍30Hz到300Hz，精度：±0.1Hz；

3、測(cè)試載荷：靜態(tài)力10N，振蕩測(cè)試載荷：0.05N到0.5N可調(diào)；

4、電容測(cè)量范圍：10 pF到 0.1 μF，精度： ±2%±1 pF；

5、損耗測(cè)量范圍：0.0000 to 0.2000，精度：±2%±0.0001；

6、*大樣品尺寸：極化方向50mm，*大直徑136mm；

7、*大樣品重量：1KG;

8、軟件校準(zhǔn)功能：可通過計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)；

9、獨(dú)立控制器控制：直接通過控制器對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制測(cè)試，并且可存儲(chǔ)和通過控制屏幕顯示測(cè)試結(jié)果；