压电陶瓷片的实际应用

压电陶瓷片是有固有频率的，它是由外形尺寸（圆形的是直径）决定。但是在固有频率的一定范围内，其发声音调是由驱动它的信号频率决定的。只要改变在此范围内的音频振荡器的频率就能改变基音调，如NE555等。因为压电陶瓷片的阻抗较高，驱动电压也较高，因此，通常要加一个音频升压变压器。

压电就是利用输出一定频率的压电方波给里面的压电片或者蜂鸣片，让其产生振动，再固定在塑胶腔体，或者铝壳等腔体里面，从而发出一般分贝在80~100之间的报警声。

要做压电蜂鸣器首先要制作蜂鸣片，蜂鸣片一般是铜片钢片，再贴上一层陶瓷片，在陶瓷片上印上一层银浆，通过烘干极化达到一定的频率标准，

压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号。它实际上是一种经过极化处理的、具有压电效应的铁电陶瓷。所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时，哪怕这种压力微小得像声波振动那样小，都会产生压缩或伸长等形状变化，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。19世纪末法国人发现了“压电效应”。20世纪40年代第一个压电陶瓷材料——钛酸钡出现。60年代到70年代，压电陶瓷不断改进，应用广泛。

压电陶瓷材料通常做成长方体。当某一方向上的对应两面受到外力作用时，在压电陶瓷的这两面上就会出现电荷堆积，电量的大小与受力的大小成正比。此时压电陶瓷相当于一个以压电材料为介质的电容器。电容两端的开路电压U=Q/C，Q为极板上电荷量的大小，与所受外力成正比，一般电量Q很小，因此感应出的U也很小。电路检测检测出U的变化，就可以知道是否受到振动了。

平时，压电陶瓷片无电压信号输出，继电器不动作，报警器不发声，报警器处于警戒状态。

当外部产生机械振动声音，压电陶瓷片检测到振动声并将其变换成电压信号，此电压信号经放大后使继电器动作，继电器触点闭合，报警器电路接通，从而高声警报。

为了避免小的声音或震动导致报警器响，压电陶瓷片的输出会加门槛限制。

压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。 是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。

依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。

这里再介绍一下电致伸缩效应。电致伸缩效应，即电介质在电场的作用下，由于感应极化作用而产生应变，应变大小与电场平方成正比，与电场方向无关。压电效应仅存在于无对称中心的晶体中。而电致伸缩效应对所有的电介质均存在，不论是非晶体物质，还是晶体物质，不论是中心对称性的晶体，还是极性晶体。

下面我们利用压电陶瓷测试压电效应和逆压电效应。常用的压电陶瓷是由锆钛酸铅（PZT）材料做成的。将PZT材料做成的压电陶瓷片粘在圆形黄铜片上就构成了压电陶瓷元件。它具有明显的压电效应。

首先，将压电陶瓷片A的两根引线通过一个按钮开关与信号发生器相联。将压电陶瓷片B的两根引线与扩音器（带喇叭）的输入端相连。将A、B两个压电陶瓷片用黑封泥固定在同一个木板制成的箱子上。当观察者将按钮开关按下，接通信号发生器和压电陶瓷A时，由于逆压电效应，A开始振动，并把振动传给木箱，木箱的振动传给压电陶瓷B，由于压电效应，使B两边产生变化电信号，再传给扩音器使喇叭发声，所以这个实验同时演示了压电效应和逆压电效应。

他的发声原理是在一个小圆磁铁边绕上线圈留点缝放片圆薄铁片，线圈通过电流使磁场发生变化带动铁片发声。最早的喇叭也是动铁的只不过把圆铁片换成单边固定的铁条上边连着个纸盆。大家熟悉的BB机里的小喇叭就是动铁的。动铁优点就是换声效率很高耐用发音单原可以做的很小。缺点是频带窄基本在人声范围。

圆形金属片是压电陶瓷，从里面的电路产生的超声波信号通过驱动使压电陶瓷高速振动，将水分离成水雾，再通过内部风机将水雾排出。你的加湿器气体大吗？如果大但不出来就是里面的风机问题，有缺油、脏堵塞等原因，这种可以自己拆开解决。如果气体不大又有风就是压电陶瓷片或驱动线路问题。

陶瓷喇叭，其实就是一片压电陶瓷片。陶瓷片两面渡上银层电极，在电极上加交变电压后、陶瓷片会随电压高低及频率变化而产生形变振动，推动空气成为声音而传播。同时，它又是可逆元件，有声音振动它时，可把振动转为电信号，供后级放大使用，这表...（火星人）1357

叮咚门铃 下图是一种能发出“叮、咚”声的门铃的电原理图。它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的。它的音质优美逼真，装调简单容易、成本较低，一节6V迭层电池可用三个月以上，耗电量较低。 图中的IC便是时基电路集成块555，它构成无稳态多谐振荡器。按下按钮AN（装在门上），振荡器振荡，振荡频率约700Hz，扬声器发出“叮”的声音。与此同时，电源通过二极管D1给C1充电。放开按钮时，C1便通过电阻R1放电，维持振荡。但由于AN的断开，电阻R2被串入电路，使振荡频率有所改变，大约为500Hz左右，扬声器发出“咚”的声音。直到C1上电压放到不能维持555振荡为止。“咚”声的余音的长短可通过改变C1的数值来改变。 不用电池的双音门铃 随着电话机的普及率越来越高，拥有住宅电话的家庭也越来越多，但大多数住宅电话使用率很低，利用电话入户馈线提供的48V（60V）直流馈电作电子门铃的工作能源是经济实用的。现介绍一款不用电池的双音门铃电路。电路原理如图所示，不难看出，图中电路是常规的电话机振铃电路的变型。a、b分别是电话机入户线的正、负两端。AN为常开型门铃按钮，在电话机候机时，按下AN，程控交换机提供的48V（或60V）电压，直流馈电经VD1、R1对电容C1充电，当C1端电压Vc达到IC1的起控电压时，IC1起振送出双音电子铃流使蜂鸣器B发声，告知主人有客来访。而当电话机正在使用时，则图中a、b之间的电压较低达不到IC1的起控电压，此时，即使按下AN门铃按钮也不工作，这是因为由于R1取值较大，远大于电话机的阻抗。故AN按下时对电话机的正常通话无影响。也对程控交换机无不良影响，仅在使用门铃时对其间打入的电话遇忙。 一种对讲门铃的剖析及改进 有一种对讲门铃的电路如图，其工作原理如下：平时挂机时叉簧开关HS的1、2触点接通，用AC220V供电，V1有直流输出，此电压既对电池充电，也加到音乐IC的③脚。如按一下S，则音乐IC的②脚受触发，④脚有音乐信号输出，经V2放大后推动扬声器发声，同时经R5推动Y2、Y3。摘机后，叉簧开关HS的1、3接点接通，通话电路接通电源，这时可进行对讲。 本对讲门铃由于音频放大器IC2（LM386）的增益很高，容易使Y2、Y3产生啸叫声。经笔者实际验证，只要在Y2、Y3两端并联一只几pF的小电容，啸叫声即可消除。 不用按钮的音乐门铃 本文介绍一种不用按钮的音乐门铃，来人只要站在门铃前，便可自动发出门铃声。 该音乐门铃电路原理如附图所示。IC1等元件组成红外发射电路，由IC1、RP、R1、C1构成多谐振荡频率，按图示元件数据，振荡频率约40kHz，输出电流为100--200mA，可驱动红外发光二极管D1发射出40kHz调制红外脉冲。IC2是红外接收芯片，灵敏度高、增益高、输出波形好，并具有鉴频功能。红外接收管D2接收到40kHz频率的红外脉冲后，转换为电信号，送入IC2第⑦脚，经放大和C5、L调谐以及IC2内部电路检波、整形后，由第①脚输出脉冲信号。 平时，IC2第①脚输出低电瓶，D3截止，音乐集成电路IC3无触发脉冲，不产生音乐信号输出，扬声器B不发声。当有人站在门前遮挡D1发射的红外信号时，IC2第①脚电位瞬间由低电平变为高电平，经D3触发IC3输出音乐信号，由V放大推动扬声器发声。 IC1选用NE555，IC2为μPC1373，IC3选用9300系列音乐集成电路。D1可用SE303A或LM66R型 5mm圆形红外发光二极管，D2可用PH302方形红外接收二极管。V为9013NPN管，β≥100。B选用YD58--1型、8Ω/0.25W小口径扬声器。L用?0.08mm高强度漆包线，在小型晶体管收音机的中频变压器骨架上密绕30匝即可。 两种无按钮音乐门铃 门铃均需安装按装，因而存在着安装麻烦和易于丢失损坏等问题。用复合开关管代替机械触发开关制作的音乐门铃，即可克服上述弊端。 图1为振动式。当有人用手敲门时，安装在门内侧的压电陶瓷片YD受到振动而产生相应的音频电压，使复合管开关BG1和BG2导通，音乐电路CIC受到触发即演奏一段乐曲。压电陶瓷片以采用直径较大的为宜，用502胶水

压电式 扬声器 是用逆压电效应原理发声的器件。

压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。

编辑本段压电效应分类

逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。

摘自：http://baike.baidu.com/view/249682.htm