压电陶瓷片的工作原理
当电压作用于压电陶瓷时,就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面,当振动压电陶瓷时,则会产生一个电荷。利用这一原理,当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器,所谓叫双压电晶片元件,施加一个电信号时,就会因弯曲振动发射出超声波。相反,当向双压电晶片元件施加超声振动时,就会产生一个电信号。基于以上作用,便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。
尺寸可以随意定的,一般尺寸不能太小,大于0.5mm吧,大的话能到直径50mm(我所见过的最大的),能产生的电压跟施加的力有关,还得看是什么材料比如石英、PZT(锆钛酸铅)等,市场上PZT较多,电流就别指望了。压电陶瓷是电容性负载,外接电阻越大越好不然你检测不到电压的,电流就非常的小了
压电陶瓷片的含金量较低,一般不超过1%,但由于其具有良好的耐热性、耐腐蚀性和良好的热稳定性,因此,它也被广泛用于电子工业中。
压电陶瓷片是一种电子发音元件,在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料,当在两片电极上面接通交流音频信号时,压电片会根据信号的大小频率发生振动而产生相应的声音来。
本实验采用压电陶瓷换能器来实现声压和电压之间的转换。它主要由压电陶瓷环片、轻金属铅(做成喇叭形状,增加辐射面积)和重金属(如铁)组成。压电陶瓷片由多晶体结构的压电材料锆钛酸铅制成。在压电陶瓷片的两个底面加上正弦交变电压,它就会按正弦规律发生纵向伸缩,从而发出超声波。同样压电陶瓷可以在声压的作用下把声波信号转化为电信号。压电陶瓷换能器在声—电转化过程中信号频率保持不变。
S1作为声波发射器,它把电信号转化为声波信号向空间发射。S2是信号接收器,它把接收到的声波信号转化为电信号供观察。其中S1是固定的,而S2可以左右移动。
由波动理论得知,声波的传播速度v与声波频率 和波长 之间的关系为 。所以只要测出声波的频率和波长,就可以求出声速。其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出,波长则可用共振法和相位比较法进行测量。时差法可通过测量某一定间隔距离声音传播的时间来测量声波的传播速度。
声波是一种在弹性媒质中传播的纵波。对超声波(频率超过2×104Hz的声波)传播速度的测量在超声波测距、测量气体温度瞬间变化等方面具有重大意义。超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态因素有关。因而通过媒质中声速的测定,可以了解媒质的特性或状态变化。例如,测量氯气(气体)、蔗糖(溶液)的浓度、氯丁橡胶乳液的密度以及输油管中不同油品的分界面等等,这些问题都可以通过测定这些物质中的声速来解决。可见,声速测定在工业生产上具有一定的实用意义。同时,通过液体中声速的测量,了解水下声纳技术应用的基本概念。
利用压电陶瓷片的压电效应,可用万用表判断其好坏。
将压电陶瓷片的两极引出两根导线,然后把陶瓷片平放到桌子上,将两根引线分别接至万用表两表笔上,把万用表拨至最小电流挡,然后用铅笔橡皮头轻按陶瓷片,若万用表指针明显摆动,说明陶瓷片完好,否则,说明已损坏。"志高仪器专业提供:分析仪器,科学仪器,光学仪器,实验仪器,无损检测,电子侧量,工业控制,自动化,电力设备,压力,物位,流量,温度,校准,校验,传感器,变送器,分析仪,测试仪,检测仪,色谱,光谱,电工,示波器,测温仪,流量计,酸度计,探伤仪,振动仪,硬度计,试验机,水分测定,监测仪,电泳仪,测定仪,万用表,水质分析,示波器 ,热分析,分光光度计,电化学,低温,表面,比表面,便携式,衍射仪,PH计,COD测定,天平,元素分析仪,试验箱,超声波,工控机,老化箱,测厚仪等产品" 联系地址:广东省深圳市南山区东滨路世纪广场西座729室
压电陶瓷片之所以能够发出蜂鸣的声音,是利用了压电效应的原理。
压电效应有正压电效应和逆压电效应二种。
压电效应:当给压电陶瓷片施加一个外力时,压电片会产生电荷,这种现象称为正压电效应: 压力——电压。
反之,当给压电片施加电场时,压电陶瓷片会产生机械变形,而且其应变与电场强度成正比,这称为逆压电效应,施加的电场强度越强,振动的幅度越大。
这种现象称为逆压电效应:电压——压力,各种压电陶瓷的器件均是利用这一特性而工作的。
所以蜂鸣片(器)是一个电压元件,也就是说在器件上施加的电压越大,器件的响度也会越高。