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压电陶瓷片结构工作原理
更新时间:2021-09-06 17:42:00 点击次数:526 次

  压电陶瓷片:一种能够逆向换能的电声器件,它既可用作发声器(“电一声”转换),又能用作声音检拾器(“声一电”转换),还可作为力敏传感器等,其特点是结构简单、超薄型(一般厚度小于1mm)、功耗低、灵敏度高、可逆向转换信号、耐高压(即使两端施加100V电压也安然无恙)、不易损坏、价格便宜、使用方便。


  结构及特点:压电陶瓷片是用一种叫做锆钛酸铅或铌镁酸铅的特殊人工合成陶瓷材料制造的。常见的压电陶瓷片大多做成图所示的很薄的圆片,它的一面烧结在具有良好弹性的圆形薄黄铜(或不锈钢)基片上,另一面镀上一层薄银。金属基片和镀银层即为压电陶瓷片的两个电极。


  压电陶瓷片的基本特性是具有“压电效应”,即:压电陶瓷片在受到来自垂直方向的外来压力时,随着片子的弯曲变形(几何形状发生改变),在其两电极面会产生电压,并且电压大小与压力变化成正比。利用这个特性,可以将压电陶瓷片作为压力变化传感器,通过电子电路对某处受力情况的瞬时改变进行监控等,这在实践中是很有用的。相反,如果在压电陶瓷片的两个电极面加上直流电压时,片子就会产生相应的机械变形(即“逆压电效应”)。改变所加电压的极性和大小,片子形变的方向和强度也随之改变。可想而知,如果加在压电陶瓷片上的是交变或脉冲电压,片子就会随之产生振动。当外加电压频率与陶瓷片固有的谐振频率相同时,所产生的振动最为强烈。常见的压电陶瓷片谐振频率为2.2-20kHz,在电路中常将它们作为“电一声”换能元件,用于对发音质量要求不是很高的电路中,人们喜爱的音乐贺卡就是用压电陶瓷片发声的。某些谐振频率较高的压电陶瓷片,还可用作超声波换能器等。


  我们知道,声音是依靠空气的振动来传播的,当我们对着压电陶瓷片说话时,声波的压力便会为压电陶瓷片所感受,就会被转换为相应的电压变化,以微弱的电能形式输出。这样,我们就可以将压电陶瓷片作为“声一电”换能元件,用在声音检拾、声控等电路中。


  压电陶瓷片结构简单,换能效率高,占用空间小,安装使用都很方便。,由于构成压电陶瓷片的陶瓷材料直流电阻非常大,可视为绝缘体,这样陶瓷片两面的银层和金属片无形中便构成了电容器的两个极板,并且面积越大,电容量也越大。所以,压电陶瓷片呈电容特性,其电容量为4000pF~0.05pF。


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