KOAN 石英晶體的壓電效應

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石英晶體內(nèi)部每個晶格在不受外力作用時呈正六邊形，若在晶片的兩側(cè)施加機械壓力，會使晶格的電荷中心發(fā)生偏移而極化，則在晶片相應的方向上將產(chǎn)生電場；反之，若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會產(chǎn)生機械形變，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會產(chǎn)生機械振動，同時晶片的機械振動又會產(chǎn)生交變電場。在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅明顯加大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。 它其實與 LC 振蕩電路的諧振現(xiàn)象十分相似。

KOAN 鍍金晶體微天平 QCM 基本的原理

它是利用了石英晶體的壓電效應：在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅明顯加大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。 它其實與 LC 振蕩電路的諧振現(xiàn)象十分相似：當晶體不振動時，可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容 C，一般約幾個皮法到幾十皮法；當晶體振蕩時，機械振動的慣性可用電感 L 來等效，一般值為幾十毫亨利到幾百毫亨利。由此就構(gòu)成了石英晶體微天平的振蕩器，電路的振蕩頻率等于石英晶體振蕩片的諧振頻率，再通過主機將測得的諧振頻率收集并轉(zhuǎn)化為電信號輸出。由于晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān)，而且可以做得準確，因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。

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1、QCM石英微天平應用廣泛，例如生物技術(shù)、氣體傳感器，DNA和RNA的相互作用， 表面活性劑的效果，電鍍技術(shù)，在線監(jiān)測潤滑劑和石油性能，空氣污染物監(jiān)測等。

2、KOAN現(xiàn)有以下系列QCM晶體提供，根據(jù)應用不同大致分為膜厚監(jiān)測用和傳感器用兩大類。標稱頻率從1MHz~14MHz；晶片直徑7.9mm~25.4mm。

3、 QCM晶體通常使用的是AT切割，利用晶體材料的壓電效應，當電極表面上的附加質(zhì)量增加，振蕩頻率會降低。

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