Wahrend wir diese Zeilen niederschreiben, vollenden sich hundert Jahre seit der Entdeckung des piezoelektrischen Effektes. Seine technischen Anwendungen lieBen zwar ziemlich lange auf sich warten, sind jedoch heute kaum aus unserem Leben wegzudenken. Die piezoelektrischen Resonatoren steuern die Frequenzen von Send ern sowie den Gang von Quarzuhren, dienen als Frequenzfilter und erzeugen Ultraschallwellen. Etwas im Schatten derartiger Anwendungen machte man sich den piezoelektrischen Effekt ebenfalls zum Messen von Kraften, Drucken und Be schleunigungen zunutze. Dieses an und fUr sich nachstliegende Anwendungsgebiet der Piezoelektrizitat wurde auch in der Literatur nur bescheiden berucksichtigt. Eine gebuhrende Aufmerksamkeit wurde ihm eigentlich nur in zwei Monogra phien uber die Piezoelektrizitat [S 3, P 3] zuteil, wobei die erste einzig Aufnehmer mit Quarzelementen behandelt und die zweite, der Sprache wegen, nur einem be schrankten Leserkreis zuganglich bleibt. AusschlieBlich mit der piezoelektrischen MeBtechnik beschaftigt sich das Buch von W. Gohlke [G8]. Seit dem leicht er ganzten Nachdruck sind jedoch immerhin schon zwanzig Jahre vergangen, und die Auflage ist langst vergriffen. Die inzwischen in der deutschen wie auch in anderen Sprachen in Handbuchern der allgemeinen MeBtechnik erschienenen Darstellungen oder Firmenschriften uber spezielle Teilgebiete konnten die Lucke nicht schlieBen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung. - 2 Grundlagen der Piezoelektrizität. - 2. 1 Der direkte und der reziproke piezoelektrische Effekt. - 2. 2 Die Entdeckung der Piezoelektrizität. - 2. 3 Entwicklung der technischen Anwendung der Piezoelektrizität. - 2. 4 Entwicklung der Theorie des piezoelektrischen Effektes. - 3 Grundlagen der phänomenologischen Kristallphysik. - 3. 1 Die Struktur der Kristalle. - 3. 2 Einführung in die Tensorrechnung. - 3. 3 Einige Anwendungen der Tensorrechnung in der Kristallphysik. - 4 Elastische Eigenschaften der Kristalle. - 4. 1 Der Verzerrungszustand. - 4. 2 Der Spannungszustand. - 4. 3 Das Hookesche Gesetz. - 4. 4 Transformationsgleichungen für elastische Konstanten. - 4. 5 Der Youngsche Modul und die Poissonsche Zahl. - 4. 6 Thermodynamik der Deformation. - 5 Grundlagen der Thermodynamik der piezoelektrischen Kristalle. - 5. 1 Dielektrische Eigenschaften. - 5. 2 Innere Energie des elastischen Dielektrikums. - 5. 3 Lineare Zustandsgieichungen. - 5. 4 Materialkonstanten. - 5. 5 Beziehungen zwischen den Materialkonstanten. - 5. 6 Die piezoelektrischen Konstanten. - 5. 7 Die vier Arten des piezoelektrischen Effektes. - 5. 8 Der piezoelektrische Effekt und die Kristallsymmetrie. - 5. 9 Transformationsgleichungen für piezoelektrische Konstanten. - 5. 10 Der pyroelektrische Effekt. - 5. 11 Der hydrostatische piezoelektrische Effekt. - 5. 12 Ferroelektrizität. - 5. 13 Ferroika. - 5. 14 Nichtlineare Effekte. - 6 Piezoelektrische Materialien. - 6. 1 Allgemeine Anforderungen an piezoelektrische Materialien für Aufnehmer. - 6. 2 Quarz. - 6. 3 Turmalin. - 6. 4 Einige andere piezoelektrische Einkristalle. - 6. 5 Piezoelektrische Texturen. - 7 Grundbegriffe der piezoelektrischen Meßtechnik. - 7. 1 Wahl der Begriffe und Definitionen. - 7. 2 Definition eines Aufnehmers. - 7. 3 Meßtechnische Eigenschaften der Aufnehmer. - 8 PiezoelektrischeAufnehmer. - 8. 1 Einführung. - 8. 2 Grundsätzliches zur Kraftmessung. - 8. 3 Prinzipieller Aufbau der Aufnehmer. - 8. 4 Allgemeine Übersicht über den praktischen Aufbau der Aufnehmer. - 8. 5 Bauteile der Aufnehmer. - 9 Aufnehmer für Kräfte und Momente. - 9. 1 Allgemeines. - 9. 2 Aufnehmer für Kräfte. - 9. 3 Mehrkomponenten-Kraftaufnehmer. - 9. 4 Aufnehmer für Momente. - 9. 5 Meßtechnische Besonderheiten von Ein- und Mehrkomponenten-Kraftmeßsystemen. - 9. 6 Einbau von Kraftaufnehmern. - 9. 7 Sechskomponenten-Kraftmessung. - 9. 8 Grundlagen der Kalibrierung von Kraftaufnehmern. - 10 Druckaufnehmer. - 10. 1 Allgemeines. - 10. 2 Aufbau piezoelektrischer Druckaufnehmer. - 10. 3 Niederdruck-Aufnehmer. - 10. 4 Druckaufnehmer für allgemeine Anwendungen. - 10. 5 Hochdruck-Aufnehmer. - 10. 6 Druckaufnehmer mit Beschleunigungskompensation. - 10. 7 Druckaufnehmer für hohe Temperaturen. - 10. 8 Druckaufnehmer für plastische Massen. - 10. 9 Grundlagen der Kalibrierung von Druckaufnehmern. - 11 Beschleunigungsaufnehmer. - 11. 1 Allgemeines. - 11. 2 Grundlegende Eigenschaften von Beschleunigungsaufnehmern. - 11. 3 Bauformen piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer. - 11. 4 Besondere Eigenschaften von Beschleunigungsaufnehmern mit Aufnehmerelementen aus Turmalin oder piezoelektrischen Keramiken. - 11. 5 Hochempfindliche Beschleunigungsaufnehmer. - 11. 6 Beschleunigungsaufnehmer für allgemeine Anwendungen. - 11. 7 Beschleunigungsaufnehmer für Schockmessungen. - 11. 8 Beschleunigungsaufnehmer für hohe Temperaturen. - 11. 9 Grundlagen der Kalibrierung von Beschleunigungsaufnehmern. - 12 Verstärker für piezoelektrische Aufnehmer. - 12. 1 Elektrische Grundlagen. - 12. 2 Der ideale Elektrometerverstärker. - 12. 3 Der reale Elektrometerverstärker. - 12. 4 Der ideale Ladungsverstärker. - 12. 5 Der reale Ladungsverstärker. - 12. 6 Kabel undStecker.
