影响压电陶瓷片发电量的关键因素有哪些
1、压电陶瓷属于电容性负载,集振荡与发声为一体的器件。它的基板是金属铜片,厚度会影响陶瓷片振动的强度:【薄一点输出功率要相对大一点】。
2、压电陶瓷片的厚度,对电压没有影响,但对陶瓷片的电容有影响:越厚、电容越小。 另外,根据金属片的振动特点看,【直径越大,振幅就越大,输出功率相对较大】。
瓷片电容的电容量一般以pF(10的-12次方F)为单位,早期产品多采用直接标注,如1000p、220p等;
现在一般以常用指数表示法,如102、221,前两位数是电容量的有效数字,后一位数是后面添零的个数,如102表示有效数是10,2表示后面再添2个0,即1000pF;221表示有效数22,1表示后面再添1个0,即220pF。
1960年左右陶瓷叠片电容作为商品开始开发
1970年,随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来,瓷片电容成为电子设备中不可缺少的零部件,而其中技术参数也是学者们研究的重点
现在的陶瓷介质电容的全部数量约占电容市场的70%左右
因为陶瓷介质电容的绝缘体材料主要使用陶瓷,其基本构造是将陶瓷和内部电极交相重叠
陶瓷材料有几个种类
自从考虑电子产品无害化特别是无铅化后,高介电系数的PB(铅)退出瓷片电容技术参数领域,现在主要使用TiO2(二氧化钛)、BaTiO3,CaZrO3(锆酸钙)等
和其它的电容相比具有体积小、容量大、耐热性好、适合批量生产、价格低等优点
由于原材料丰富,结构简单,价格低廉,而且电容量范围较宽(一般有几个PF到上百μF),损耗较小,电容量温度系数可根据要求在很大范围内调整
瓷片电容技术参数品种繁多,外形尺寸相差甚大从0402(约1×0.5mm)封装的贴片电容到大型的功率瓷片电容
按使用的介质材料特性可分为Ⅰ型、Ⅱ型和半导体瓷片电容;按无功功率大小可分为低功率、高功率瓷片电容;按工作电压可分为低压和高压瓷片电容;按结构形状可分为圆片形、管型、鼓形、瓶形、筒形、板形、叠片、独石、块状、支柱式、穿心式等
瓷片电容的分类:瓷片电容技术参数从介质类型主要可以分为两类,即Ⅰ类瓷片电容技术参数和Ⅱ类瓷片电容技术参数
Ⅰ类瓷片电容技术参数(ClassⅠceramiccapacitor),过去称高频瓷片电容技术参数(High-freqencyceramiccapacitor),是指用介质损耗小、绝缘电阻高、介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容
它特别适用于谐振回路,以及其它要求损耗小和电容量稳定的电路,或用于温度补偿
Ⅱ类瓷片电容技术参数(ClassⅡceramiccapacitor)过去称为为低频瓷片电容技术参数(Lowfrequencycermiccapacitor),指用铁电陶瓷作介质的电容,因此也称铁电瓷片电容技术参数
这类电容的比电容大,电容量随温度呈非线性变化,损耗较大,常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中
常见的Ⅱ类瓷片电容技术参数有:X7R、X5R、Y5V、Z5U其中:X7R表示为:第一位X为最低工作温度-55℃,第二位的数字7位最高工作温度+125℃,第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%;X5R表示为:第一位X为最低工作温度-55℃,第二位的数字5位最高工作温度+85℃,第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%;Y5V表示为:第一位Y为最低工作温度-30℃,第二位的数字5位最高工作温度+85℃,第三位字母V为随温度变化的容值偏差+22%,-82%±15%
Z5U表示为:第一位Z为最低工作温度+10℃,第二位的数字5位最高工作温度+85℃,第三位字母U为随温度变化的容值偏差+22%,-56%
瓷片电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。
电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法 (μF)/mju:/、纳法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉=1000毫法(mF),1毫法=1000微法(μF),1微法=1000纳法 (nF),1纳法=1000皮法(pF)
1、容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10 μF/16V;
2、容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示;
字母表示法:
1m=1000μF
1P=1pF(如470P=470pF)
1P2=1.2PF
1n=1000PF;
数字表示法:三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数字,第三位数字表示有效数字后面零的个数,它们的单位都是pF。
如:
102表示标称容量为10×10²pF=1000pF;
104表示标称容量为10×(10^4)pF=100000pF;
470表示标称容量为47pF;
223表示标称容量为(22×(10^3))pF(即22000pF)。
在这种表示法中有一个特殊情况,就是当第三位数字用"9"表示时,是用有效数字乘上10的-1次方来表示容量大小。
如:229表示标称容量为22x10^(-1)pF=2.2pF。
电容(电容器),(Capacitor)电路缩写为C,电容单位法拉,用字母“F”表示.电容是用来储存电荷的容器,简称电容器.电容器是一种储能元件,在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时.
电容器是由两片相距很近的金属中间用某介质(固、液、气体)隔离而构成的.金属板也叫电容极板.按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种.
1. 常用电容的结构和特点
常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等.
其在电路中的符号表示:
作用是:1、存储电荷 2、隔直通交 3、滤波 4、耦合 5、旁路 等等.
存储电荷:平时我们照相机的闪光灯,就是*电容器储积电荷然后在一瞬间释放出来
滤波:电容器对电波或电磁波、信号等起过滤作用
电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯)、聚丙稀电容、涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等.使用电容还有一个指标,那就用多大的容量,这就涉及到额定值读数了.电解电容很容易读数,直接在上面看厂商标出容量和负极性,工作环境,最高工作电压值.瓷片电容就比较难一点.小于100P会标出多少P.当标值为474时.首先知道第一、二位是有效数值,如上例中的47,第三位代表10的指数(简单地说就是在前面两位数后面补几个0) ,如上例中的4.那么474表示47×10000=470000PF.
电容的单位法拉(F),法拉这个单位很大很大.我们很少用到,常用的是微法(UF)、皮法(pF).它们之间的转换为:1F=1000000 uF 1uF= 1000000 pF.上面所提到的474就等于0.47uF.
二、电容器检测的一般方法
1.固定电容器的检测.
A检测10pF以下的小电容 .因10pF以下的固定电容器容量太小,用万用表进行测量,只能定性的检查其是否有漏电,内部短路或击穿现象.测量时,可选用万用表R×10k挡,用两表笔分别任意接电容的两个引脚,阻值应为无穷大.若测出阻值(指针向右摆动)为零,则说明电容漏电损坏或内部击穿.
B检测10PF~001μF固定电容器是否有充电现象,进而判断其好坏.万用表选用R×1k挡.两只三极管的β值均为100以上,且穿透电流要小.可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管.万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接.由于复合三极管的放大作用,把被测电容的充放电过程予以放大,使万用表指针摆幅度加大,从而便于观察.应注意的是:在测试操作时,特别是在测较小容量的电容时,要反复调换被测电容引脚接触A、B两点,才能明显地看到万用表指针的摆动.C对于001μF以上的固定电容,可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量.
2.电解电容器的检测
A因为电解电容的容量较一般固定电容大得多,所以,测量时,应针对不同容量选用合适的量程.根据经验,一般情况下,47μF间的电容,可用R×1k挡测量,大于47μF的电容可用R×100挡测量.
B将万用表红表笔接负极,黑表笔接正极,在刚接触的瞬间,万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡,容量越大,摆幅越大),接着逐渐向左回转,直到停在某一位置.此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻,此值略大于反向漏电阻.实际使用经验表明,电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上,否则,将不能正常工作.在测试中,若正向、反向均无充电的现象,即表针不动,则说明容量消失或内部断路;如果所测阻值很小或为零,说明电容漏电大或已击穿损坏,不能再使用.
C对于正、负极标志不明的电解电容器,可利用上述测量漏电阻的方法加以判别.即先任意测一下漏电阻,记住其大小,然后交换表笔再测出一个阻值.两次测量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极.
D使用万用表电阻挡,采用给电解电容进行正、反向充电的方法,根据指针向右摆动幅度的大小,可估测出电解电容的容量.
3.可变电容器的检测
A用手轻轻旋动转轴,应感觉十分平滑,不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象.将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时,转轴不应有松动的现象.
B用一只手旋动转轴,另一只手轻摸动片组的外缘,不应感觉有任何松脱现象.转轴与动片之间接触不良的可变电容器,是不能再继续使用的.
C将万用表置于R×10k挡,一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端,另一只手将转轴缓缓旋动几个来回,万用表指针都应在无穷大位置不动.在旋动转轴的过程中,如果指针有时指向零,说明动片和定片之间存在短路点;如果碰到某一角度,万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值,说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象.
标注473瓷片的电容器,电容量为47000pF,也就是47nF,测量时显示47nF是好的。
电容是电容量的简称,用于表征电子元件在给定电势差下的储电能力,常用字母C表示。
当测量中发现万用表的指针无法达到无穷大的位置时,指针所指的阻值就是该瓷片电容器的漏电电阻
指针距离阻值无穷大的位置越远,说明瓷片电容器漏电越严重
有的电容器在测其漏电电阻时,指针退回无穷大的位置,然后又慢慢的向顺时针方向摆动,摆动的越多说明陶瓷电容的漏电流越严重
瓷片电容的断路测量
瓷片电容的容量范围很宽,用万用表判断电容器的断路情况时,首先要看电容量的大小
对于0.019UF以下的小容量电容器,用万用表不能准确判断其是否断路,只能用其他仪表进行鉴别
对于0.01UF以上的瓷片电容,用万用表测量时,必须根据瓷片电容容量大小,选择合适的量程进行测量,才能正确的给以判断
如测量300UF以上的陶瓷电容,可以选R*10档或者R*1档;如要测10~300UF陶瓷电容时可选用R*100档;如要测0.4710UF的电容可选用R*1K档
按照上述方法选好量程后,便可将万用表的两表笔分别接陶瓷电容的两引脚
测量时,如指针不动,可将两表笔对调后再测,如指针不动,说明瓷片电容断路
用万用表的欧姆档测量瓷片电容的短路
用万用表的两表笔分别接电容器的两引脚,如果指针所指示的阻值很小或者接近为零,而且指针不再退回无穷大的位置,说明瓷片电容已经被击穿短路
需要注意的是在测量容量较大的电容器时,要根据电容量的大小,依照上述介绍的量程选择方法来选择适合的量程,否则可能会把瓷片电容的充电误认为击穿
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