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压电陶瓷片是否需要直接接入电路,也就是 是否有电流经过压电陶瓷

生动的蜡烛
繁荣的戒指
2023-03-29 00:05:41

压电陶瓷片是否需要直接接入电路,也就是 是否有电流经过压电陶瓷?还是只要有一个电场就能实现伸缩?

最佳答案
超帅的柜子
欣喜的鸵鸟
2025-09-12 21:01:01

这个电压要直接连接到压电陶瓷的正负极才能有效地实现电致伸缩,如果只是把压电陶瓷置于空间电场之内,那么压电陶瓷正负极之间的电压会微乎其微,绝大部分部分电场能量都被空气(或真空)分走。

压电陶瓷在直流电压下发生电致伸缩时不会有电流流过,而在交变电场(电压)作用下发生电致伸缩时只会有很微小的电流流过它的正负极间,因为压电陶瓷的输入电阻极高,完全就是个绝缘体,但是它的两极之间镀有导电层,因此存在一个容量不大的平板电容,如果外加电压是交变的,会有很微小的交流电流通过这个电容流过。

最新回答
柔弱的太阳
刻苦的芹菜
2025-09-12 21:01:01

压电陶瓷换能器的工作原理是一种人工焙烧制造的可应用于多领域的多晶材料。通过外加电场和外部施加压力的作用,使材料的外部弹性形变和内部电级化发生相互转换,称为电致伸缩效应。烧结而成的铁电体通过电场的极化处理,让杂乱的内部极化现象变得规律有序,产生压电特性。

扩展资料:

由于超声技术的非接触性等优点,尝试把压电陶瓷超声换能器应用在液体浓度检测系统当中。系统中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。压电陶瓷换能器在其中担当着发射信号和接收信号的重要功能。把换能器产生的一定频率和幅值的超声信号通过发射电路打入液体内部,经过液体对信号的衰减,从接收换能器端可以接收到带有液体浓度信息的信号。

再通过声衰减法的分析,有效得出液体的近似浓度。系统的软件设计包括主程序,超声测量程序,脉冲控制程序,脉冲收发程序,ADC采集控制程序以及时钟和报警程序。

愤怒的歌曲
顺利的月光
2025-09-12 21:01:01
压电陶瓷致动器外电路是一个容性负载,必须提供供容性负载快速放电的回路

,外电路还有迟滞和蠕变现象。而驱动电源一般可分为电荷控制型和电压控制型。电荷控制型驱动电源基于电容器充电的原理(对外加电压而言,每个压电陶瓷片相当于一只平行板电容器),可以改善压电陶瓷的迟滞和蠕变。电压控制型驱动电源主要有以下两种形式:一种是基于DC/DC变换器原理的开关式驱动电源,其体积小、效率高,但电源输出纹波较大,频响范围也较窄;另一种是直流放大电源,频响范围宽。

下面我发一份关于压电陶瓷驱动电源的文章,供你参考!

近年来国内对静态压电陶瓷驱动电源的研制取得了一定的进展,但大部分压电陶瓷驱动电源都是由分立性器件组成,结构较复杂,而且容易产生自激振荡,对电源的稳定性会产生影响。而采用高压运放的驱动电源,分辨率能达到mV级,输出纹波较小,不仅提高了电路集成度,而且可靠性也得到加强,因此可用于驱动压电陶瓷致动器。

压电陶瓷致动器驱动电源

1、压电陶瓷致动器对驱动电源的要求

压电陶瓷致动器的驱动电源应具有如下特点:

(1)压电陶瓷致动器的位移输出对外加驱动控制电压的响应速度,主要取决于驱动电源驱动电流的大小,因此驱动电源应具有较大的驱动电流,一般不应小于150mA;

(2)驱动电源的输出控制电压连续可调,对国产压电陶瓷致动器PTBS200系列而言,要求驱动电源输出电压为直流0~200V,连续可调;

(3)为适应高频响应的要求,驱动电源中应具有供容性负载快速放电的回路;

(4)由于压电陶瓷致动器主要应用于微纳米技术领域,所以驱动电源应具有良好的稳定性,其输出纹波电压应控制在很小的范围内;

(5)为实现位移的自动控制,驱动电源最好采用计算机控制。

压电陶瓷致动器外电路是一个容性负载,并有迟滞和蠕变现象。而驱动电源一般可分为电荷控制型和电压控制型。电荷控制型驱动电源基于电容器充电的原理(对外加电压而言,每个压电陶瓷片相当于一只平行板电容器),可以改善压电陶瓷的迟滞和蠕变。电压控制型驱动电源主要有以下两种形式:一种是基于DC/DC变换器原理的开关式驱动电源,其体积小、效率高,但电源输出纹波较大,频响范围也较窄;另一种是直流放大电源,频响范围宽,从发展趋势来看,其应用前景广阔。

2、驱动电源的设计

根据压电陶瓷致动器对其驱动电源的要求,本设计中的电源采用直流放大式电路。整个电源电路主要由计算机与数据采集卡、运算放大电路和高压电路等几部分组成。高压电路提供220V的直流电压,计算机通过LabView8.5控制数据采集卡产生一定的输出波形,得到0~5V的连续可调控制电压;放大电路实现电压的线性放大和功率放大,输出0~200V连续可调的直流电压,并决定着电源输出电压的分辨率和稳定性,是整个电源的关键。

① 高压电路

由于直流电压的稳定性直接影响驱动电源的稳定性,采用220V输出电压的高压电路,主要部分是将市电交流220V变为+220V直流电压的全桥整流供电电路。

② 波形发生电路

良好的输入波形是电源的关键之一,关系到压电陶瓷的伸缩变化。输入波形信号的频率、幅值可变,信号波形好,畸变小,不仅可以消除压电陶瓷本身的迟滞特性和蠕变特性,也能获得更广泛的应用。由于电压精度要求比较高,使用NI公司的具有16位模拟输入输出的多功能数据采集卡6221将数字量转换成模拟量,输出电压为0~5V,电压分辨率达到5/216,约等于0.076mV。采用LabView 8.5编程可以实现任意波形及缓变直流等输出,灵活性强,能满足各种需要。

③高压放大电路

采用美国APEX公司生产的高压运算放大器PA96和高精度运算放大器OP07串联组成串联负反馈放大电路。PA96是一种高压,大带宽的MOSFET运算放大器,输出电流达到1.5A,输出电压接近300V,安全操作区(SOA)没有二次击穿的限制,通过选择合适的限流电阻,可观察到任何负载下的安全操作曲线。PA96的最大失调电压为5mV,对要求分辨率为10mV以下的压电陶瓷驱动电源,其输入特性不能满足要求。在该电源的线性放大部分采用了PA96和OP07串联的复合放大器,从而使输入失调电压由前置放大器OP07控制。由于复合放大器的输入电压为0~5V,输出电压要求为0~200V,因此复合放大器的放大倍数要求为40。但增益过大会影响运放稳定性,因此选定PA96的闭环放大倍数为31,PA96和OP07串联后共同提供的放大倍数为40。根据放大倍数的分配要求可得:

R1=3kΩ,R2=117Ω,R3=180Ω,R4=6kΩ

由于构成负反馈电路,输出电阻非常小(mΩ级),因此具有很强的带负载能力。R5为限流电阻,其值由公式IL=0.68V/R5=125mA可得,这里为5.4Ω。

3、相位补偿与输出保护

自激现象是影响电源稳定性的一个主要因素。当集成运放的开环增益为一定值时,由于相移过大,电路会产生振荡现象,因此应对集成运放进行相位补偿。通常在输入端和输出端外接补偿元件,进行相位补偿。相位补偿不仅能提高运放的稳定性,还能扩展带宽。电路中PA96一级的闭环放大倍数为31,由此计算出其增益为30,根据PA96的数据资料,确定相位补偿电容值CC=10pF,闭环带宽大约为1MHz。OP07输入端的二极管D1、D2提供差模和共模保护,防止瞬态过压,输出二极管D3、D4可对瞬态过压进行保护,防止瞬态过压损坏OP07的输出。PA96放大器输入端的二极管D5、D6、D7、D8把放大器正负输入端的电压钳位在规定范围内,对运放起保护作用。

欣慰的发夹
整齐的唇彩
2025-09-12 21:01:01
检测电路其实很简单,直接把两个电极接到示波器就行了,两端电压是mv级的。

如果信号幅度太低,就要用低噪音运放如LT1677把信号放大接到示波器。

如果有不明白之处,请追问

你的电路有问题:首先,三极管没有电源啊,P1.1检测不到电压信号的;其次,压电陶瓷上电压信号一般mv级的,应该放大。建议看一看晶体管放大电路,把压电陶瓷作为信号源

体贴的诺言
天真的口红
2025-09-12 21:01:01
你的想法很不错,只是所选择的压电陶瓷片没这么大的能耐,其输出阻抗很高,而充电设备的等效阻抗相对的都很低,以致其压电转换效率很弱;

这些都是理论性的说法,我是没做过这样的实验,你不妨试试,用一个数百K以上的电阻、微安级的电流表、压电陶瓷片构成串联回路,然后敲击瓷片,看看电流表有没动静;

甜甜的月亮
羞涩的摩托
2025-09-12 21:01:01
1、压电陶瓷片PZT5的并联:将压电陶瓷片的两个脚分别拧在一起,再分别接入电路即为并联。

2、压电陶瓷片的串联:将两个压电陶瓷片中的任何一个脚拧在一起,把剩余的两个脚接入电路即为串联。

冷艳的白猫
乐观的小伙
2025-09-12 21:01:01
给你一个思路:

压电陶瓷片很难做到你要的效果,建议用扬声器。不需要使用场效应管和三极管等。

1,用TDA2822的一个声道加RC组建正反馈振荡器;另一个声道用来放大振荡器的信号,然后接上喇叭。通电后,调节RC的震荡频率,使喇叭发出你要的声音即可。

2,用语音芯片(比如ISD1820等)现场录制轮胎漏气声音,然后直接接上喇叭即可。

狂野的羊
无奈的期待
2025-09-12 21:01:01

第一、晶体的内部结构为一个石英晶片(SiO2)两面镀有电极。从一端看过去,只相当于一个小电容,即C0。

第二、其发生谐振时,等效电路为:

第三、由石英晶体等效电路可知,它的动态电容C1与动态电感L1发生谐振时为串联谐振频率:

第四、当动态电容C1与静电容C0并联,和动态电感L1发生谐振时为并联谐振频率:

由于C0远远大于C1所以Fs≈Fp≈Fr晶体谐振频率

第五、另外还需要说明的是,晶体发生谐振的导纳中是六大谐振频率,而不是两个。

不知道是不是帮到你了?