FrançaisNombre Parcourir:125 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2020-12-23 origine:Propulsé
L'effet piézoélectrique est réversible. Si une tension audio est appliquée aux disques en céramique piézoélectrique, des vibrations et du son mécaniques peuvent être générés. Au contraire, lorsque le disque céramique piézo-piétique est soumis à des vibrations (ou à une pression) mécaniques, une certaine charge Q est générée sur la feuille et un signal de tension peut être sorti de l'électrode.
Figure 1 Structure des disques en céramique piézoélectrique et symboles graphiques
Les disques en céramique piézoélectrique de titanate de plomb le plus commun (PZT) sont en zirconium, en titane et en oxydes de plomb puis frittés. Étant donné que l'oreille humaine est la plus sensible aux sons avec une fréquence d'environ 3 kHz, la fréquence de résonance F0 du disque en céramique PZT est généralement conçue pour être d'environ 3 kHz. Étant donné qu'il fonctionne à basse fréquence, il est difficile de répondre aux exigences de fréquence avec seulement un morceau de céramique piézoélectrique. Généralement, une structure à double diaphragme est adoptée, et son apparence et ses symboles sont illustrés à la figure 1. Il s'agit d'un composite de disques sonores du transducteur piézo avec un diamètre de D et une feuille de vibration métallique avec un diamètre de D. D est généralement de 15 à 40 mm, et l'épaisseur totale de la plaque de vibration composite est h.
Figure 2 courbe caractéristique de fréquence du disque en céramique piézo
Lorsque le matériau piézoélectrique est constant, la fréquence de résonance est proportionnelle à H et inversement proportionnelle à (d / 2) 2. La fréquence de résonance F0 a une relation exponentielle avec le diamètre d de la plaque de vibration composite, comme le montre la figure 2 (a). De toute évidence, plus le D est grand, meilleur est les caractéristiques à basse fréquence. Lorsque le disque céramique PZT est utilisé comme microphone, la fréquence de travail est d'environ 300 Hz ~ 5 kHz. L'impédance Z du disque céramique piézo-piétique dépend du rapport d / d. D'après la figure 2 (b), on peut voir que l'impédance diminue à mesure que le rapport D / D augmente.
Il existe deux méthodes de conduite pour la céramique piézoélectrique. Le premier est le lecteur d'auto-oscillation. Le principe du circuit consiste à fournir une rétroaction positive à travers un amplificateur de transistor pour former un oscillateur de cristal piézoélectrique, ce qui fait fonctionner la feuille de céramique piézoélectrique à la fréquence de résonance F0 pour produire du son. À l'heure actuelle, les disques sonores du transducteur piézo ont une faible impédance et le volume de sortie est contrôlé par le courant d'entrée, il est donc également appelé type de lecteur de courant.
Le second est un lecteur d'oscillation excité séparément, qui utilise un oscillateur à onde carrée (ou onde courte) pour exciter le son. À l'heure actuelle, la céramique piézoélectrique fonctionne généralement à des fréquences autres que F0, donc l'impédance est plus élevée et le courant d'entrée est plus petit. Il s'agit d'un type basé sur la tension. Son avantage est que la gamme sonore est plus large et que le ton est meilleur.
Dans des conditions amateurs, vous pouvez utiliser le fichier de tension d'un multimètre pour vérifier la qualité du disque en céramique PZT. La méthode spécifique est: Composez le multimètre à la plage de tension CC 2,5 V, maintenez doucement les deux côtés du disque en céramique piézo-piézo avec le pouce et l'index de la main gauche, maintenez deux fils d'essai dans la main droite, connectez le pension de test rouge à la feuille métallique et placez le purs d'essai noir horizontalement sur la surface en céramique. Comme le montre la figure 3. Ensuite, le pouce et l'index de la main gauche sont pressés fermement, puis ils sont détendus. Deux multiples de tension avec des polarités opposées sont générées sur le disque piézoélectrique, faisant passer le pointeur à droite, puis retournez à la position zéro et balancent vers la gauche. L'amplitude du swing est d'environ 0,1 ~ 0,15 V. Sous la même pression, plus le swing est élevé, plus la sensibilité des disques sonores du transducteur piézo. Si les mains de la montre ne bougent pas, cela signifie que les disques piézores à vendre fuisent ou endommagés.
Figure 3
Re-teste après avoir échangé les positions des deux fils de test. La séquence de swing du pointeur doit être: le retour de rendement du rendement-droite du rendement-droit gauche gauche-zéro.
Choses à soucier:
① Si la tension CA est utilisée, aucune balançoire de pointeur ne sera observée. Cela est dû aux changements plus lents du signal de tension généré.
② Avant l'inspection, mesurez d'abord la résistance à l'isolation avec le fichier R × 1K ou R × 10K. Le résultat doit être infini, sinon, il prouve les fuites. Une fois que les disques en céramique piézoélectrique sont fissurés par une forte vibration, une fine couche de soudure peut être appliquée à la fissure avec un fer à souder électrique, et il peut généralement être utilisé.
③ N'utilisez pas de force excessive ou de force excessive pendant l'inspection et ne pliez pas le disque céramique piézo-piétique. Ne grattez pas le disque en céramique PZT avec la pointe du stylo du mètre pour éviter d'endommager la feuille.
④ Si une pression constante est appliquée au disque en céramique piézoélectrique, le pointeur reviendra lentement à zéro en raison de la fuite constante de la charge électrique.
En utilisant le fichier 50UA du multimètre, vous pouvez également vérifier la qualité du disque piézoélectrique. Le circuit est illustré à la figure 4. Connectez le fil d'essai rouge à la feuille métallique et le fil d'essai noir à la surface de céramique piézoélectrique. Lorsque les deux mains appliquent la force + f, -f le long de la direction axiale, les mains de la montre doivent balancer quelques microamps vers la droite. Lorsque la main est relâchée, la main de la montre balance quelques microamps à gauche. La force d'installation et le temps de relaxation sont tous deux DT, la valeur moyenne du courant à travers le microamètre est: i = + q / △ t, i2 = -q / △ t.
Figure 4
Comme mentionné ci-dessus, il existe deux modes de céramique piézoélectrique: le lecteur d'oscillation auto-excité et le lecteur d'oscillation excité. Ce qui suit est un schéma de circuit pour vérifier la céramique piézoélectrique conçue selon la deuxième méthode. Voir Figure 3. Un morceau d'onduleurs CC4069 Six est maintenant utilisé, et les invertisseurs F1 et F2 forment un oscillateur de condensateur de résistance inversant en deux étapes, et F3 joue un rôle de l'isolement. Après avoir connecté les disques sonores du transducteur Piezo, un circuit de buzzer complet (BZ) est formé. Les nombres sur la figure indiquent les numéros de broches de CC4069. En fait, R1 sélectionné est une résistance réglable de 470kΩ, C = 470pf, Fr2 = 1MΩ. Remplacez-vous dans la formule (F0 = 0,455 / (R1C1)) pour trouver la fréquence d'onde carrée de sortie F0 est d'environ 2 kHz. Le VDD de tension d'alimentation est de 6 ~ 9V.
Lorsque l'interrupteur est fermé, la pièce en céramique piézoélectrique devrait être en mesure de faire un son. Ajustez ensuite progressivement R1. Lorsque R1 monte, F0 monte et que le terrain monte. Lorsque R1 tombe, F0 tombe et le pas tombe. Cette méthode peut également mesurer les caractéristiques de fréquence de la céramique piézoélectrique.
Les disques en céramique piézoélectrique sont principalement utilisés dans les haut-parleurs piézoélectriques, les microphones, les lignes de retard à ultrasons, les capteurs de mesure des vibrations et la pression, et les émetteurs et les récepteurs dans les téléphones pour convertir l'énergie mécanique (énergie sonore) en énergie électrique, ou à partir d'énergie électrique à des éléments de transducteur à faible puissance en énergie mécanique. Il peut également être appliqué au nettoyage à ultrasons, au soudage, à la détection des défauts, à un diagnostic à ultrasons, à un traitement médical à ultrasons, à l'émission hydroacoustique, à l'allumage, à la détonation, etc. Lorsqu'il est utilisé comme une puissance à haute pression et forte, l'élément de conversion d'énergie qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique.
