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石英晶体这种材料具有各向异性，将其作为微力传感器主要利用的是其具有压电效应的特征。压电效应分为正、逆压电效应，其中，正压电效应是指沿着晶体的某一根轴施加以压力的时候，晶体里的电偶极矩会因为受到压力被压缩而变短，为了抵抗这一变化，晶体会在垂直于轴的两个表面上产生等量的异号电荷以保持原来的形状和大小，产生电荷的值与产生的机械形变成正比，即与所受到的机械压力大小和材料本身的刚度有关；如果施加的是张力，那么同样的，与轴垂直的两个表面上也会产生等量的异号电荷，但产生的电荷正负会与施加压力时相反；逆压电效应是指如果在石英晶体的两个表面之间施加一个电场，那么晶体会在垂直于两个表面的轴方向上产生形变，轴方向的长度会因电场的方向而深长或缩短，且对于同一材料，施加的电场强度越强，轴方向发生的长度变化越大[26]。