使用压电元件作为致动器（图2（a））需要尺寸相对较大的元件，例如10 mm×4毫米×0.1毫米。必须在预浸料材料中制备特殊切口，以便集成此类驱动装置。在选择合适的粘接技术时需要相当小心，以避免对复合材料产生任何不利影响。在压电元件上施加压缩预应力有助于提高压电元件的性能。当集成压电元件时，还需要小心，以限制这些致动器在更高频率下运行时产生的热量的影响，可能作为致动器组。用于传热的特殊导电层有助于缓解这一问题。

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图2(a） 压电晶片层压成复合材料（由H。扎格劳尔，美国。Herold Schmidt，F。D级ürr，戴姆勒克莱斯勒R&amp；T） 是的(b） 集成到复合材料中的压电纤维概念（由H。附件önecker等人，弗劳恩霍夫研究所，德国德累斯顿IKTS）。

压电纤维（图2（b））可以像传统的纤维一样集成，并且可以避免预浸料中的任何切口。然而，在产生所需的电场时存在一个问题；通过在压电纤维层的顶部和底部开发一种交指电极图案，解决了这一问题。在复合材料生产过程中，这种新型的预浸料可以被包括在堆叠顺序中。

用作致动器的其他类型的压电元件是1-3压电致动器复合材料。这种复合材料由一系列压电棒组成，压电棒周围有一个软基体。杆是通过注塑工艺制造的，垂直于复合材料的平面，这也是极化的方向。这使得人们能够充分利用压电元件的传感和驱动能力，只要在板的厚度方向上需要变形。

为了克服压电陶瓷的高脆性问题，压电橡胶和压电涂料的发展基于这样的原理：将压电材料研磨成极细的颗粒大小的粉末，与橡胶或环氧树脂混合，然后极化以再次获得压电效应。这使得人们可以很容易地塑造这些类型的传感器和驱动器。然而，与原始压电材料相比，传感和驱动效果有所降低。

基于Lamb波的复合材料层合板分层定量识别

Z。苏，L。叶，复合材料分层行为，2008

7.10.2传感器网络

在压电传感器网络中，任意两个元件组成一个执行器-传感器对，在感兴趣的区域产生并收集兰姆波信号。在图7.13（a）所示的示例中，12个直径为6.9 mm、厚度为0.5 mm的PZT圆盘通过印刷电路（在聚酰亚胺薄膜上）进行电路连接，以封闭330 mm的正方形区域× 330毫米。薄而灵活，电路随主机结构变形而不断裂。作为一个单独的功能单元，这种传感器网络可以被预制、存储、传输并最终集成到一个大型结构中。可用于复合材料层合板分层识别的商业传感器网络技术包括智能层® (斯坦福多执行器-接收器转换层（林和昌，2002）和帮助层® (混合电磁执行层）（Lemistre等人，2003），分别如图7.13（b）（由Acellent Technologies公司提供）和（c）所示。

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7.13. 分层识别的典型传感器网络技术：（a）嵌入式传感器网络(b） 智能层® 复合板（左）和压力容器（右）的各种形状的补片（Acellent Technologies，Inc.）；以及（c）帮助® 层（Lemistre等人，2003）。

电活性和磁活性材料

Victor Giurgiutiu，压电晶片主动传感器结构健康监测（第二版），2014年

2.2.4关于极化的致动器方程

在实际的压电传感器和致动器设计中，电场和电位移的使用更为方便，因为这些变量直接关系到可通过实验测量的电压和电流。然而，当用极化代替电位移时，用固体物理对观测现象的理论解释更为直接。极化、电位移和电场的关系式如下：

(9)

其中是真空的介电常数。另一方面，电场与位移之间存在着密切的关系

(10)

这里是材料的有效介电常数。因此，极化可以