压电陶瓷片

压电效应是可逆的：如果将音频电压施加到压电陶瓷片，则可以产生机械振动并且可以产生声学声音。相反，当压电陶瓷片经受机械振动（或压力）时，在片上产生一定量的电荷。
电压信号可以从电极输出。目前，钛酸铋压电陶瓷片（PZT）是通过与锆，钛和氧化铅烧结合成的。
由于人耳对频率约为3kHz的声音最敏感，因此压电陶瓷片的谐振频率f0通常设计为约3kHz。考虑到在低频下工作，仅用一块压电陶瓷片很难满足频率要求。
通常使用双膜片结构，其形状和符号如图1所示。它是直径为d的压电陶瓷片和直径为D的金属振动片的复合物.D一般为15至40mm，复合振动片的总厚度为h。
当压电材料“定时”时，谐振频率与h成比例并与（D / 2）2成反比。共振频率fo与复合振动片的直径D呈指数关系，如图2（a）所示。
显然，D越大，低频特性越好。当压电陶瓷件用作麦克风时，工作频率约为300Hz至5kHz。
压电陶瓷片的阻抗Z取决于d / D的比率。从图2（b）可以看出，阻抗随着d / D比的增加而降低。
压电陶瓷片有两种驱动方式。第一种是自振荡驱动器。
电路原理是通过晶体管放大器提供正反馈，形成压电晶体振荡器，使压电陶瓷片以共振频率fo工作。此时，压电陶瓷片具有低阻抗，输出量由输入电流控制，因此也称为电流驱动型。
第二个是他的振荡驱动器，它使用方波（或短波）振荡器来激发声音。此时，压电陶瓷片通常以不同于fo的频率工作，因此阻抗更高，输入电流更小，并且是电压驱动的。
优点是声音范围更宽。语气更好。
1.电压测试方法在业余条件下，万用表的电压可用于检查压电陶瓷片的质量。具体方法是：将万用表拨到2.5V直流电压档，轻轻握住左手拇指和食指。
在电陶瓷片的两侧，右手握住两支笔，红笔连接金属片，黑色笔放在陶瓷表面，如图1所示。然后左手拇指然后轻轻按下食指，然后放松。
压电陶瓷件产生两个具有相反极性的电压时间，因此指针首先向右挤压，然后返回到零位置，然后向左摆动。摆幅约为0.1~0.15V。
在相同的压力下，摆动越大，压电陶瓷片的灵敏度越高。如果针不移动，则表示压电陶瓷片内部泄漏或损坏。
在重新测试两个测试引线的位置之后，指针摆动序列应该是：向左摆动 - >零回报 - ＆amp; gt;向右摆动 - ＆amp; gt;零。问题：1如果使用交流电压文件，则不会观察到指针摆动，这是由于生成的电压信号的变化较慢。
2检查前，首先用R×1k或R×10k测量绝缘电阻，该电阻应为无穷大。否则，将证明泄漏。
在压电陶瓷件受到强烈振动和破裂之后，电熨斗可以在裂缝处被薄薄地压制。层焊料“可以继续使用”。
3检查时，力不应太大或太强，不允许压电陶瓷片弯曲;不要用笔尖划伤陶瓷片，以免损坏胶片。 4如果对压电陶瓷片施加恒定压力，指针将随着电荷继续泄漏而回摆到零。
2.电流测试方法使用万用表50uA块，您还可以检查压电陶瓷片的质量。电路如图2所示。
将红笔连接到金属片，将黑笔连接到压电陶瓷表面。当双手沿轴向施加力+ F，-F时，指针应向右摆动几微安;当手被释放时，手放在左边几微安;安装力和松动时间均为dt。
通过微安表的平均电流为：I = + Q /Δt，I2 = -Q /Δt。 3.在逆变器测试方法的帮助下，压电陶瓷片有两种模式：自激振荡型驱动和其他激励型驱动。
以下是用于检查根据第二方法设计的压电陶瓷件的电路图。使用CC4069六逆变器，并且由逆变器F1和F2形成两级逆变器RC振荡器，并且F3用作隔离。
在连接压电陶瓷片之后，形成完整的蜂鸣器（BZ）电路。图中的数字表示CC4069的引脚编号。
实际上，R1是一个470kΩ可调电阻，C = 470pF，FR2 =1MΩ。在置换方程中发现输出方波频率f0约为2kHz（f0 = 0.455 /（R1C1））。
电源电压VDD选自6至9V。当开关S闭合时，待测试的压电陶瓷片应该能够发声。
然后逐渐调整R1。当R1↑，fo↑时，音高上升;当R1↓，fo↓时，音高减小。
以这种方式，还可以测量压电陶瓷片的频率特性。压电陶瓷片主要用于压电扬声器，麦克风，超声波延迟线，用于测量振动和测量压力的传感器，以及电话中的接收器，用于将机械能（声能）转换成电能，或者以低功率转换电能。
它还可以用作机械能的换能器元件;它还可以应用于超声波换能器，探伤，超声波诊断，超声波医疗，水下声发射，点火，爆震等，在使用高压和高功率时将电能转换为机械能。