为什么这块超声波压电陶瓷换能器通过撞击后不能发电?有什么办法可以让这块压电陶瓷发电,它的材料是PZT
压电陶瓷肯定是可以发电的,你只要给它压力,就会产生电信号。问题是这个电量很低,很难用来做电源。在日本,英国,我都知道有人在研究压电发电技术。比如在路面底下,铺设大量的陶瓷片,收集汽车和人经过产生的压力产生电能。
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。
压电效应可应用在:家用电器中常用的压电器件、常用压电器件的检测。
石英晶体谐振器
在石英晶体上加一交变电压,就会产生机械变形振动,同时机械变形振动又会产生交变的电场,由于石英晶片具有固有的振动频率(称为石英晶体的谐振频率),因此,当外加交变电压的频率等于石英晶片的谐振频率时,这种振动就会突然增加,而在电路中反映出谐振特性,这种现象称为压电谐振效应。
陶瓷滤波器、陷波器
陶瓷滤波器、陷波器一般由一个或多个压电陶瓷振子为主而组成,而压电振子实际上就是一块夹在两个电极之间的压电晶片。陶瓷滤波器、陷波器是对频率非常敏感的电路元件。它们的特点是:体积小、成本低、无调整和可靠性高等。
蜂鸣片的检测
蜂鸣片是压电陶瓷片应用的一种器件。比较常见的是用锆、钛、铅的氧化物配制后烧结制成的压电陶瓷片(PZT),由于人耳对3kHz的音频信号最为敏感,所以生产时通常将蜂鸣片的谐振频率设计在3kHz左右。为了改善低频响应,一般采用双膜片结构。