Türk diliGörüntüleme sayısı:125 Yazar:Bu siteyi düzenle Gönderildi: 2020-12-23 Kaynak:Bu site
Piezoelektrik etki geri dönüşümlüdür. Piezoelektrik seramik disklere bir ses voltajı uygulanırsa, mekanik titreşim ve ses üretilebilir. Aksine, piezo seramik diski mekanik titreşime (veya basınca) tabi tutulduğunda, tabaka üzerinde belirli bir miktar q üretilir ve elektrottan bir voltaj sinyali çıkabilir.
Şekil 1 Piezoelektrik Seramik Diskler Yapısı ve Grafik Sembolleri
Daha yaygın kurşun Germanyum Titanat piezoelektrik seramik diskler (PZT) zirkonyum, titanyum ve kurşun oksitlerden ve daha sonra sinterlenmiş. İnsan kulağı yaklaşık 3KHz frekanslı seslere en duyarlı olduğundan, PZT seramik diskinin rezonans frekansı F0 genellikle yaklaşık 3KHz olacak şekilde tasarlanmıştır. Düşük frekanslarda çalıştığı düşünüldüğünde, frekans gereksinimlerini sadece bir parça piezoelektrik seramik ile karşılamak zordur. Genel olarak, bir çift diyafram yapısı benimsenir ve görünüşü ve sembolleri Şekil 1'de gösterilmektedir. D çapına sahip piezo dönüştürücü ses disklerinin bir bileşimidir ve D çapında bir metal titreşim tabakası genellikle 15 ~ 40mm'dir ve kompozit titreşen plakanın toplam kalınlığı H'dir.
Şekil 2 Piezo Seramik Disk Frekans Karakteristik Eğrisi
Piezoelektrik malzeme sabit olduğunda, rezonans frekansı H ile orantılıdır ve (d/2) 2 ile ters orantılıdır. Rezonans frekansı F0, Şekil 2 (a) 'da gösterildiği gibi kompozit titreşim plakasının çapı ile üstel bir ilişkiye sahiptir. Açıkçası, D ne kadar büyük olursa, düşük frekanslı özellikler o kadar iyi olur. PZT seramik diski mikrofon olarak kullanıldığında, çalışma frekansı yaklaşık 300Hz ~ 5kHz'dir. Piezo seramik diskin empedansı Z, D/D oranına bağlıdır. Şekil 2 (b) 'den, D/D oranı arttıkça empedansın azaldığı görülebilir.
Piezoelektrik seramikler için iki sürüş yöntemi vardır. Birincisi kendi kendine salınma sürüşüdür. Devre prensibi, bir transistör amplifikatörü aracılığıyla pozitif geri bildirim sağlamaktır, bu da piezoelektrik seramik tabakasını rezonans frekans F0'da ses üretmek için çalıştırır. Şu anda, piezo dönüştürücü ses diskleri düşük empedansa sahiptir ve çıkış hacmi giriş akımı tarafından kontrol edilir, bu nedenle geçerli sürücü türü olarak da adlandırılır.
İkincisi, sesi heyecanlandırmak için kare dalga (veya kısa dalga) osilatör kullanan ayrı ayrı uyarılmış bir salınım tahrikidir. Şu anda, piezoelektrik seramikler genellikle F0 dışındaki frekanslarda çalışır, bu nedenle empedans daha yüksektir ve giriş akımı daha küçüktür. Voltaj güdümlü bir tiptir. Avantajı, ses aralığının daha geniş olması ve tonun daha iyi olmasıdır.
Amatör koşullar altında, PZT seramik diskinin kalitesini kontrol etmek için bir multimetrenin voltaj dosyasını kullanabilirsiniz. Spesifik yöntem: multimetreyi 2.5V DC voltaj aralığına çevirin, piezo seramik diskinin iki tarafını sol elin başparmak ve işaret parmağıyla hafifçe tutun, sağ elinde iki test kurşun tutun, kırmızı test kalemini metal tabakaya bağlayın ve siyah test kalemini seramik yüzeye yatay olarak yerleştirin. Şekil 3'te gösterildiği gibi. Daha sonra sol elin başparmak ve işaret parmağı sıkıca basılır ve daha sonra rahatlar. Piezoelektrik diskte zıt polaritelere sahip iki voltaj katı üretilir, işaretçiyi önce sağa doğru sallar, ardından sıfır konuma geri döner ve sola doğru sallanır. Salıncak genliği yaklaşık 0.1 ~ 0.15V'dir. Aynı basınç altında, salıncak ne kadar büyük olursa, piezo dönüştürücü ses disklerinin hassasiyeti o kadar yüksek olur. Saatin elleri hareket etmezse, satılık piezo disklerinin sızdırdığı veya hasar gördüğü anlamına gelir.
Şekil 3
İki test uçunun pozisyonlarını değiştirdikten sonra yeniden test edin. İşaretçinin salıncak dizisi şunlar olmalıdır: sol salıncak-sıfır dönüş-sağ salıncak-sıfır dönüş.
Bakılacak şeyler:
① AC voltajı kullanılırsa, hiçbir işaretçi salınımı gözlenmez. Bunun nedeni, üretilen voltaj sinyalindeki daha yavaş değişikliklerdir.
② İncelemeden önce, önce r × 1k veya r × 10k dosyası ile yalıtım direncini ölçün. Sonuç sonsuz olmalı, aksi takdirde sızıntı olduğunu kanıtlıyor. Piezoelektrik seramik diskler güçlü titreşimle çatladıktan sonra, bir elektrikli lehimleme demir ile çatlak için ince bir lehim tabakası uygulanabilir ve genellikle kullanılabilir.
Muamel İnceleme sırasında aşırı kuvvet veya aşırı kuvvet kullanmayın ve piezo seramik diski bükmeyin. Sayfa hasarını önlemek için PZT seramik diskini sayaç kaleminin ucu ile çizmeyin.
Piezoelektrik seramik diskine sabit basınç uygulanırsa, elektrik yükünün sürekli sızıntısı nedeniyle işaretçi yavaşça sıfıra dönecektir.
Multimetrenin 50UA dosyasını kullanarak, piezoelektrik diskin kalitesini de kontrol edebilirsiniz. Devre Şekil 4'te gösterilmektedir. Kırmızı test kurşununu metal tabakaya ve siyah test yolunu piezoelektrik seramik yüzeye bağlar. Her iki el, eksenel yön boyunca kuvvet +f, -f uyguladığında, saatin elleri sağa birkaç mikroamp sallanmalıdır. El tekrar serbest bırakıldığında, saatin eli sola birkaç mikroampar. Kurulum kuvveti ve gevşeme süresi DT'dir, mikroammetre üzerinden akımın ortalama değeri: i = +q/△ t, i2 = -q/△ t.
Şekil 4
Yukarıda belirtildiği gibi, iki mod piezoelektrik seramik vardır: kendini heyecanlandıran salınım tahriki ve diğer uyarılmış salınım tahriki. Aşağıda, ikinci yönteme göre tasarlanmış piezoelektrik seramikleri kontrol etmek için bir devre diyagramı bulunmaktadır. Bkz. Şekil 3. Bir parça CC4069 altı invertör kullanılmaktadır ve F1 ve F2 inverters iki aşamalı bir tersine çevrici direnç kapasitör osilatörü oluşturur ve F3 izolasyon rolünü oynar. Piezo dönüştürücü ses disklerini bağladıktan sonra, eksiksiz bir buzzer (BZ) devresi oluşur. Şekildeki sayılar, CC4069'un pim numaralarını gösterir. Aslında seçilen R1 470kΩ ayarlanabilir direnç, C = 470pf, fr2 = 1mΩ. Çıkış kare dalga frekansını bulmak için formülün (f0 = 0.455/(r1c1)) yerine yaklaşık 2KHz'dir. Güç kaynağı voltajı VDD 6 ~ 9V'dir.
Switch S kapatıldığında, test edilen piezoelektrik seramik parçası ses çıkarabilmelidir. Ardından R1'i yavaş yavaş ayarlayın. R1 yükseldiğinde F0 yükselir ve zift yükselir. R1 düştüğünde, F0 düşer ve perde düşer. Bu yöntem ayrıca piezoelektrik seramiklerin frekans özelliklerini de ölçebilir.
Piezoelektrik seramik diskler esas olarak piezoelektrik hoparlörlerde, mikrofonlarda, ultrasonik gecikme çizgileri, titreşim ve basıncı ölçmek için sensörler ve mekanik enerjiye (ses enerjisi) elektrik enerjisine (ses enerjisi) veya düşük güçlü transdüser elemanlarındaki elektrik enerjisinden mekanik enerjiye dönüştürmek için telefonlardaki vericiler ve alıcılar kullanılır. Ayrıca ultrasonik temizleme, kaynak, kusur tespiti, ultrasonik tanı, ultrasonik tıbbi tedavi, hidroakustik emisyon, ateşleme, patlama vb. İçin de uygulanabilir. Yüksek basınç ve güçlü bir güç olarak kullanıldığında, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren enerji dönüşüm elemanı.
