العربيةتصفح الكمية:125 الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2020-12-23 المنشأ:محرر الموقع
التأثير الكهروإجهادي هو عكس. إذا تم تطبيق الجهد الصوتي على أقراص السيراميك الكهروضوئية ، يمكن إنشاء الاهتزاز الميكانيكي والصوت. على العكس من ذلك ، عندما يتعرض القرص السيراميك Piezo للاهتزاز الميكانيكي (أو الضغط) ، يتم إنشاء كمية معينة من الشحن Q على الورقة ، ويمكن إخراج إشارة الجهد من القطب.
الشكل 1 الشكل 1 هيكل أقراص السيراميك الكهرحي
تصنع أقراص السيراميك الكهروضوبية في الجرمانيوم الأكثر شيوعًا (PZT) من الزركونيوم ، التيتانيوم ، وأكاسيد الرصاص ثم التلبد. نظرًا لأن الأذن البشرية هي الأكثر حساسية للأصوات مع تواتر حوالي 3 كيلو هرتز ، فإن تردد الرنين F0 من قرص السيراميك PZT عادة ما يكون حوالي 3 كيلو هرتز. بالنظر إلى أنه يعمل في الترددات المنخفضة ، من الصعب تلبية متطلبات التردد مع قطعة من السيراميك الكهروضوئية فقط. عمومًا ، يتم اعتماد بنية الحجاب الحاجز المزدوج ، ويظهر الشكل والرموز في الشكل 1. إنه مركب من أقراص صوت محول Piezo بقطر D وملاءة تهتز المعادن بقطر D. D عمومًا 15 ~ 40 مم ، ويكون السماكة الكلية للوحة الاهتزازية المركب H.
الشكل 2 الشكل 2 منحنى تردد القرص السيراميك
عندما تكون المادة الكهروإجهادية ثابتة ، يكون تردد الرنين يتناسب مع H ومتناسب عكسيا مع (D/2) 2. يتمتع تردد الرنين F0 بعلاقة أسية مع قطر D من لوحة الاهتزاز المركب ، كما هو مبين في الشكل 2 (أ). من الواضح ، كلما كان D أكبر ، كلما كان خصائص التردد المنخفض أفضل. عند استخدام القرص السيراميك PZT كميكروفون ، يكون تردد العمل حوالي 300 هرتز ~ 5 كيلو هرتز. تعتمد مقاومة القرص السيراميك Piezo على نسبة D/D. من الشكل 2 (ب) ، يمكن ملاحظة أن المقاومة تتناقص مع زيادة نسبة D/D.
هناك طريقتان لقيادة السيراميك كهرضغطية. الأول هو محرك التذبذب الذاتي. يتمثل مبدأ الدائرة في توفير ردود فعل إيجابية من خلال مضخم ترانزستور لتشكيل مذبذب بلوري كهروضوئي ، مما يجعل ورقة الخزفية الكهروضوئية تعمل على تردد الرنين F0 لإنتاج الصوت. في هذا الوقت ، يتمتع أقراص صوت محول Piezo بمقاومة منخفضة ، ويتم التحكم في مستوى الإخراج بواسطة تيار الإدخال ، لذلك يطلق عليه أيضًا نوع محرك الأقراص الحالي.
والثاني هو محرك التذبذب متحمس بشكل منفصل ، والذي يستخدم مذبذب موجة مربعة (أو موجة قصيرة) لإثارة الصوت. في هذا الوقت ، تعمل السيراميك الكهروضوئية عمومًا على ترددات أخرى غير F0 ، وبالتالي فإن المقاومة أعلى وتيار الإدخال أصغر. إنه نوع يحركه الجهد. مصلحتها هي أن نطاق الصوت أوسع وأن النغمة أفضل.
في ظل ظروف الهواة ، يمكنك استخدام ملف الجهد للمتر المتعدد للتحقق من جودة القرص الخزفي PZT. الطريقة المحددة هي: اطلب المقياس المتعدد إلى نطاق الجهد 2.5 فولت DC ، برفق الجانبين من القرص السيراميك Piezo مع إصبع الإبهام والفهرس في اليد اليسرى ، ومستحوذ على خيوط اختبار اثنين في اليد اليمنى ، وتوصيل قلم الاختبار الأحمر بالورقة المعدنية ، ووضع قلم الاختبار الأسود أفقيًا على السطح السيري. كما هو مبين في الشكل 3. ثم يتم الضغط على إصبع الإبهام والفهرس في اليد اليسرى بحزم ، ثم يتم الاسترخاء. يتم إنشاء مضاعفتين للجهد مع الأقطاب المقابلة على القرص الكهروإجهادي ، مما يجعل المؤشر يتأرجح أولاً إلى اليمين ، ثم العودة إلى موضع الصفر ، ويتأرجح إلى اليسار. سعة التأرجح حوالي 0.1 ~ 0.15 فولت. تحت نفس الضغط ، كلما زادت الأرجوحة ، زادت حساسية أقراص صوت محول Piezo. إذا لم تتحرك أيدي الساعة ، فهذا يعني أن أقراص Piezo المعروضة للبيع تتسرب أو تتضرر.
الشكل 3
إعادة الاختبار بعد تبديل مواقف الاختبار المتوقعين. يجب أن يكون تسلسل التأرجح للمؤشر: عودة أرجوحة الصفر المتأرجحة اليسرى.
أشياء تهتم بها:
① إذا تم استخدام جهد التيار المتردد ، فلن يلاحظ أي تأرجح مؤشر. ويرجع ذلك إلى التغييرات الأبطأ في إشارة الجهد الناتجة.
② قبل الفحص ، قم أولاً بقياس مقاومة العزل مع ملف R × 1K أو R × 10K. يجب أن تكون النتيجة غير محدودة ، وإلا فإنها تثبت تسرب. بعد أن يتم تصدع أقراص السيراميك الكهروضوئية بواسطة الاهتزاز القوي ، يمكن تطبيق طبقة رقيقة من اللحام على الكراك باستخدام مكواة لحام كهربائية ، ويمكن استخدامها عمومًا.
③ لا تستخدم القوة المفرطة أو القوة المفرطة أثناء التفتيش ولا تنحني القرص السيراميك Piezo. لا تخدش القرص السيراميك PZT مع طرف قلم العداد لتجنب الأضرار التي لحقت بالورقة.
④ إذا تم تطبيق ضغط ثابت على القرص السيراميك الكهروضوئي ، فسيعود المؤشر ببطء إلى الصفر بسبب التسرب المستمر للشحنة الكهربائية.
باستخدام ملف 50UA من مقياس متعدد ، يمكنك أيضًا التحقق من جودة القرص الكهروإجهادي. يظهر الدائرة في الشكل 4. قم بتوصيل خيوط الاختبار الأحمر بالورقة المعدنية وتؤدي الاختبار الأسود إلى سطح السيراميك الكهروضوئي. عندما تطبق كلتا اليدين قوة +f ، -f على طول الاتجاه المحوري ، يجب أن تتأرجح أيدي الساعة على عدد قليل من microamps إلى اليمين. عندما يتم إصدار اليد مرة أخرى ، تتأرجح يد الساعة على عدد قليل من النزاهة إلى اليسار. إن قوة التثبيت ووقت الاسترخاء كلاهما DT ، وهو متوسط قيمة التيار من خلال مقياس الدقيقة هو: i = +q/△ t ، i2 = -Q/△ t.
الشكل 4
كما ذكر أعلاه ، هناك وضعان من السيراميك الكهروضوئي: محرك التذبذب ذاتيا ومحرك التذبذب غير الآخر. فيما يلي مخطط دائرة للتحقق من السيراميك الكهروضوئي المصمم وفقًا للطريقة الثانية. انظر الشكل 3. يتم الآن استخدام قطعة من CC4069 ستة مائلات ، ويشكل العولات F1 و F2 مذبذب مكثف مقاومة مقاومة على مرحلتين ، ويلعب F3 دور العزلة. بعد توصيل أقراص صوت محول Piezo ، يتم تشكيل دائرة صاخبة كاملة (BZ). تشير الأرقام في الشكل إلى أرقام دبوس CC4069. تم تحديد R1 المحدد فعليًا 470KΩ مقاومة قابلة للتعديل ، C = 470PF ، FR2 = 1MΩ. استبدال الصيغة (F0 = 0.455/(R1C1)) للعثور على تردد الموجة المربعة المخرج F0 حوالي 2 كيلو هرتز. جهد مزود الطاقة VDD هو 6 ~ 9V.
عند إغلاق المفتاح S ، يجب أن تكون قطعة السيراميك الكهروضوئية قيد الاختبار قادرة على صنع صوت. ثم تعديل تدريجيا R1. عندما يرتفع R1 ، يرتفع F0 ويرتفع الملعب. عندما يسقط R1 ، يسقط F0 ويسقط الملعب. يمكن أن تقيس هذه الطريقة أيضًا خصائص تردد السيراميك الكهروضوئية.
تستخدم أقراص السيراميك الكهروضوئية بشكل أساسي في مكبرات الصوت الكهروإجهادية والميكروفونات وخطوط التأخير بالموجات فوق الصوتية وأجهزة استشعار لقياس الاهتزاز والضغط ، والمستقبلات والمستقبلات في الهواتف لتحويل الطاقة الميكانيكية (الطاقة الصوتية) إلى الطاقة الكهربائية ، أو من الطاقة الكهربائية في عناصر التحولات ذات الطاقة المنخفضة إلى الطاقة الميكانيكية. يمكن أيضًا تطبيقه على التنظيف بالموجات فوق الصوتية ، واللحام ، والكشف عن العيوب ، والتشخيص بالموجات فوق الصوتية ، والعلاج الطبي بالموجات فوق الصوتية ، والانبعاثات الصوتية ، والاشتعال ، والتفجير ، وما إلى ذلك عندما يتم استخدامه كضغط عالي وقوة قوية ، وعنصر تحويل الطاقة الذي يحول الطاقة الكهربائية إلى الطاقة الميكانيكية.
