DeutschAnzahl Durchsuchen:125 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2020-12-23 Herkunft:Powered
Der piezoelektrische Effekt ist reversibel. Wenn eine Audiospannung auf die piezoelektrischen Keramikscheiben angewendet wird, können mechanische Schwingung und Schall erzeugt werden. Im Gegenteil, wenn die Piezo -Keramikscheibe einer mechanischen Schwingung (oder Druck) ausgesetzt ist, wird eine bestimmte Menge an Ladung q auf dem Blatt erzeugt, und ein Spannungssignal kann aus der Elektrode ausgegeben werden.
Abbildung 1 Piezoelektrische Keramikscheibenstruktur und grafische Symbole
Die häufigeren Piezoelektrik -Keramikscheiben von Bleidütertitanat (PZT) bestehen aus Zirkonium, Titan und Bleioxiden und dann. Da das menschliche Ohr mit einer Frequenz von ca. 3 kHz am empfindlichsten für Geräusche ist, ist die Resonanzfrequenz F0 der PZT -Keramikscheibe normalerweise für etwa 3 kHz ausgelegt. In Anbetracht der Tatsache, dass es bei niedrigen Frequenzen funktioniert, ist es schwierig, die Frequenzanforderungen mit nur einem Stück piezoelektrischen Keramik zu erfüllen. Im Allgemeinen wird eine doppelte Zwerchfellstruktur übernommen, und ihr Aussehen und ihre Symbole sind in Abbildung 1 dargestellt. Es handelt sich um ein Verbund von Piezo -Wandlerscheiben mit einem Durchmesser von d und einem Metallvibrationsblech mit einem Durchmesser von D. D beträgt im Allgemeinen 15 ~ 40 mm, und die Gesamtdicke der zusammengesetzten Schwingungsplatte beträgt H.
Abbildung 2 Piezo -Keramik -Scheiben -Frequenz -charakteristische Kurve
Wenn das piezoelektrische Material konstant ist, ist die Resonanzfrequenz proportional zu H und umgekehrt proportional zu (d/2) 2. Die Resonanzfrequenz F0 hat eine exponentielle Beziehung zum Durchmesser D der Verbundschwingungsplatte, wie in Abbildung 2 (a) gezeigt. Je größer das d ist, desto besser die niederfrequenten Eigenschaften. Wenn die PZT -Keramikscheibe als Mikrofon verwendet wird, beträgt die Arbeitsfrequenz etwa 300 Hz ~ 5 kHz. Die Impedanz z der Piezo -Keramikscheibe hängt vom D/D -Verhältnis ab. Aus Abbildung 2 (b) ist ersichtlich, dass die Impedanz mit zunehmendem D/D -Verhältnis abnimmt.
Es gibt zwei Fahrmethoden für piezoelektrische Keramik. Der erste ist der Selbstverkühlungsantrieb. Das Schaltungsprinzip besteht darin, ein positives Feedback durch einen Transistorverstärker zu bieten, um einen piezoelektrischen Kristalloszillator zu bilden, wodurch die piezoelektrische Keramikblech bei der Resonanzfrequenz F0 funktioniert, um Schall zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt weisen die Piezo -Wandler -Schallschallscheiben eine geringe Impedanz auf, und das Ausgangsvolumen wird vom Eingangsstrom gesteuert, sodass er auch als aktueller Antriebstyp bezeichnet wird.
Der zweite ist ein separat angeregter Schwingungsantrieb, der eine Quadratwelle (oder eine kurze Welle) Oszillator verwendet, um Schall zu erregen. Zu diesem Zeitpunkt arbeiten piezoelektrische Keramik im Allgemeinen bei anderen Frequenzen als F0, sodass die Impedanz höher und der Eingangsstrom kleiner ist. Es ist ein spannungsgetriebener Typ. Sein Vorteil ist, dass der Klangbereich breiter ist und der Ton besser ist.
Unter Amateurbedingungen können Sie die Spannungsdatei eines Multimeters verwenden, um die Qualität der PZT -Keramikscheibe zu überprüfen. Die spezifische Methode lautet: Wählen Sie den Multimeter in den 2,5 -V -Gleichstromspannungsbereich, halten Sie die beiden Seiten der Piezo -Keramikscheibe vorsichtig mit dem Daumen und dem Zeigefinger der linken Hand, halten Sie zwei Testleitungen in der rechten Hand, schließen Sie den roten Teststift mit dem Metallblech an und platzieren Sie den schwarzen Teststift horizontal auf die Ceramic -Oberfläche. Wie in Abbildung 3 gezeigt. Dann werden der Daumen- und Zeigefinger der linken Hand fest gedrückt und dann entspannt. Auf der piezoelektrischen Scheibe werden zwei Spannungsmultiples mit entgegengesetzten Polaritäten erzeugt, wodurch der Zeiger zuerst nach rechts schwingt, dann zur Nullposition zurückkehren und nach links schwingen. Die Schwungsamplitude beträgt ca. 0,1 ~ 0,15 V. Je größer die Schwung ist, desto höher ist die Empfindlichkeit der Piezo -Wandlerscheiben. Wenn sich die Hände der Uhr nicht bewegen, bedeutet dies, dass die zum Verkauf stehenden Piezo -Scheiben undicht oder beschädigt sind.
Abbildung 3
Testen Sie nach dem Austausch der Positionen der beiden Testleitungen. Die Swing-Sequenz des Zeigers sollte sein: Links-Swing-Null-Rückkehr-Rechts-Swing-Zero-Rückkehr.
Dinge, die Sie sich interessieren:
① Wenn die Wechselspannung verwendet wird, wird kein Zeigerschwung beobachtet. Dies ist auf die langsameren Änderungen des erzeugten Spannungssignals zurückzuführen.
② Messen Sie vor der Inspektion zunächst den Isolationswiderstand mit R × 1K oder R × 10K -Datei. Das Ergebnis sollte unendlich sein, andernfalls erweist es Leckagen. Nachdem die piezoelektrischen Keramikscheiben durch starke Vibration geknackt wurden, kann eine dünne Lötschicht mit einem elektrischen Lötkolben auf den Riss aufgetragen werden und im Allgemeinen verwendet werden.
③ Verwenden Sie während der Inspektion keine übermäßige Kraft oder übermäßige Kraft und biegen Sie die Piezo -Keramikscheibe nicht. Kratzen Sie die PZT -Keramikscheibe nicht mit der Spitze des Messstifts, um Schäden am Blech zu vermeiden.
④ Wenn der konstante Druck auf die piezoelektrische Keramikscheibe ausgeübt wird, kehrt der Zeiger aufgrund der konstanten laufenden Ladung langsam auf Null zurück.
Mit der 50UA -Datei des Multimeters können Sie auch die Qualität der piezoelektrischen Scheibe überprüfen. Die Schaltung ist in Abbildung 4 dargestellt. Schließen Sie die rote Testleitung mit dem Metallblech an und der schwarze Testkleider mit der piezoelektrischen Keramikoberfläche. Wenn beide Hände Kraft +f, -f entlang der axialen Richtung auftragen, sollten die Hände der Uhr ein paar Mikroamps nach rechts schwingen. Wenn die Hand wieder freigesetzt wird, schwingt die Hand der Uhr ein paar Mikroamps links. Die Installationskraft und die Relaxationszeit sind beide DT, der Durchschnittswert des Stroms durch den Mikroammeter ist: i = +q/△ t, i2 = -q/△ t.
Abbildung 4
Wie oben erwähnt, gibt es zwei Arten der piezoelektrischen Keramik: selbstgerechter Oszillationsantrieb und anderer angeregter Schwingungsantrieb. Das Folgende ist ein Schaltplan zur Überprüfung der piezoelektrischen Keramik, die gemäß der zweiten Methode entwickelt wurde. Siehe Abbildung 3. Ein Stück CC4069 Sechs Wechselrichter werden nun verwendet, und Wechselrichter F1 und F2 bilden einen zweistufigen invertierenden Widerstandskapazitoroszillator, und F3 spielt eine Rolle der Isolation. Nach Anschluss der Piezo -Wandler -Soundscheiben wird ein Complete Summer (BZ) -Kreis gebildet. Die Zahlen in der Abbildung geben die Pinzahlen von CC4069 an. Tatsächlich ist ausgewählter R1 470k Ω einstellbarer Widerstand, C = 470PF, FR2 = 1MΩ. Ersetzen Sie in die Formel (F0 = 0,455/(R1C1)), um zu finden, dass die Ausgangsquadratwellenfrequenz F0 etwa 2 kHz beträgt. Die Stromversorgungsspannung VDD beträgt 6 ~ 9 V.
Wenn der Schalter S geschlossen ist, sollte das zu testende piezoelektrische Keramikstück in der Lage sein, ein Geräusch zu erstellen. Dann schrittweise R1 einstellen. Wenn R1 steigt, steigt F0 und die Tonhöhe steigt. Wenn R1 fällt, fällt F0 und die Tonhöhe ab. Diese Methode kann auch die Frequenzeigenschaften der piezoelektrischen Keramik messen.
Piezoelektrische Keramikscheiben werden hauptsächlich bei piezoelektrischen Lautsprechern, Mikrofonen, Ultraschallverzögerungsleitungen, Sensoren zur Messung von Vibrationen und Druck sowie Sendern und Empfängern in Telefonen in Telefonen verwendet, um mechanische Energie in mechanische Energie in mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Es kann auch auf Ultraschallreinigung, Schweißen, Fehlernachweis, Ultraschalldiagnose, ultraschallische medizinische Behandlung, hydroakustische Emission, Zündung, Detonation usw. angewendet werden, wenn es als Hochdruck und starke Leistung verwendet wird, das Energieumwandlungselement, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt.
