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壓電陶瓷�
閱讀�87878時間�2011-05-24 14:53:24

  壓電陶瓷片是一種電子發(fā)音元�,以鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料制成?;趬弘娦恚斣趦善姌O上面接通交流音頻信號時,壓電片會根�(jù)信號的大小頻率發(fā)生震動而產(chǎn)生相應的聲音�。壓電陶瓷片由于結構簡單造價低廉,被廣泛的應用于電子電器方面如:玩具,發(fā)�電子�,電子儀��電子���定時�等方��

原理及特�

  壓電效應具有可逆性:若在壓電陶瓷片上施以音頻電壓,就能產(chǎn)生機械振�,發(fā)出聲響;反之,壓電陶瓷片受到機械振動(或壓�)�,片上就�(chǎn)生一定數(shù)量的電荷Q,從電極上可輸出電壓信號�

壓電陶瓷片結構和圖形符號

  目前比較常見的鍺鈦酸鉛壓電陶瓷片(PZT),是用鋯、鈦、鉛的氧化物配制后燒結而成�。鑒于人耳對頻率約為3kHz的音響最敏感,所以通常將壓電陶瓷片的諧振頻率f0設計�3kHz左右??紤]到在低頻下工作,僅用一片壓電陶瓷片難以滿足頻率要求,—般采用雙膜片結�,其外形與符號如�1所�。它是把直徑為d的壓電陶瓷片與直徑為D的金屬振動片復合而成�。D一般為15~40mm,復合振動片的總厚度為h�

壓電陶瓷片頻率特性曲線

  當壓電材料—定時,諧振頻率與h成正�,與(D/2)2成反�。諧振頻率fo與復合振動片的直徑D呈指�(shù)關系,如�2(a)所示。顯然D愈大,低頻特性愈�。壓電陶瓷片作傳聲器使用�,工作頻率約�300Hz~5kHz。壓電陶瓷片的阻抗Z取決于d/D之比,由�2(b)可見,阻抗隨d/D比值的增大而降��

�(qū)�

  壓電陶瓷片有兩種�(qū)動方式。種是自激振蕩式驅(qū)�。其電路原理是通過晶體管放大器提供正反�,構成壓電晶體振蕩器,使壓電陶瓷片工作在諧振頻率fo上而發(fā)聲。此時壓電陶瓷片呈低阻抗,輸出音量受輸入電流控制,因此亦稱為電流�(qū)動型�

  第二種為他激振蕩式驅(qū)�,利用方�(或短形波)振蕩器來激勵發(fā)聲。這時壓電陶瓷片一般工作于fo之外的頻率上,因此阻抗較�,輸入電流較小,它居于電壓驅(qū)動式。其�(yōu)點是音域較寬。音色較��

測試方法

  1、電壓測試法

  在業(yè)余條件下,可以用萬用表的電壓擋來檢查壓電陶瓷片的�(zhì)量好�,具體方法是:將萬用表撥�2.5V直流電壓檔,左手拇指與食指輕輕握住壓電陶瓷片的兩�,右手持兩支表筆,紅表筆接金屬片,黑表筆橫放在陶瓷表面上,如�1所�。然后左手拇指與食指稍用力壓緊一�,隨即放�,壓電陶瓷片上就先后�(chǎn)生兩個極性相反的電壓倍號,使指針先是向右捏一�,接著返回零�,又向左擺一�。擺動幅度約�0.1~0.15V。在壓力相同的情況下,擺幅愈大,壓電陶瓷片的靈敏度愈�。若表針不動,說明壓電陶瓷片�(nèi)部漏電或者破損�

  交換兩支表筆位置后重新試驗,指針擺動順序應為:向左擺->回零->向右�->回零�

  在意事項�

  ①如果用交流電壓�,就觀察不到指針擺動情�,這是由于所�(chǎn)生的電壓信號變化較緩慢的緣故�

 ?、跈z查之�,首先用R×1k或R×10k檔測量絕緣電�,應為無窮大,否則證明漏電,壓電陶瓷片受強烈震動而出�(xiàn)裂紋�,可用電烙鐵在裂紋處薄薄地徐上一層焊錫,—般能繼�(xù)使用�

 ?、蹤z查時用力不宜過大、過�,更不得彎折壓電陶瓷�;勿使表筆頭劃傷陶瓷片,以免損壞片子�

  ④若在壓電陶片上一直加恒定的壓�,由于電荷不斷泄�,指針擺動一下就會慢慢地回零�

  2.電流測試法

電壓法測試壓電陶瓷片

  利用萬用�50uA�,也可以檢查壓電陶瓷片的好壞。電路如�2所�。將紅表筆接金屬�,黑表筆接壓電陶瓷表靀兩手沿軸向施以作用�+F�-F�,表針應向右擺幾個微�;再松開手時,表針又向左擺幾個微安;設施力與松力時間均為dt,則通過微安表的電流平均值分別為:I=+Q/△t,I2=-Q/△t�

電流法測試壓電陶瓷片

  3.借助反相器測試法

  前面介紹過壓電陶瓷片有自激振蕩式驅(qū)動和他激振蕩式驅(qū)動兩種方�,下面是根據(jù)第二種方式而設計的檢查壓電陶瓷片的電路圖見�3�(xiàn)采用一片CC4069六反相器,由反相器F1和F2構成兩級反相式阻容振蕩器,F(xiàn)3起隔離作�。接上壓電陶瓷片后,即組成完整的蜂鳴�(BZ)電路。圖中的�(shù)字表示CC4069的管腳號。實選R1�470kΩ可調(diào)電阻,C�470pF,F(xiàn)R2�1MΩ。代入式(f0=0.455/(R1C1))中求出輸出方波頻率f0約為2kHz。電源電壓VDD�6~9V�

  閉合開關S�,被測壓電陶瓷片應能�(fā)�。然后逐漸�(diào)整R1,當R1↑時,fo↑,音調(diào)升高;當R1↓時,fo↓,音調(diào)降低�

  用這種方法還可測量壓電陶瓷片的頻率特��

應用

  壓電陶瓷片主要用于壓電揚聲器、傳聲器、超聲延遲線、測量振動和測量壓力的傳感器、電話中的送受話器等方面作機械�(聲能)轉換成電�,或在低功率下由電能轉換成機械能的換能元件;也可應用于超聲波清洗焊接、探�、超聲診�、超聲醫(yī)�、水聲發(fā)�、引�、引爆等作高壓強功率時將電能轉換成機械能的換能元��

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