Механізм п'езаэлектрычнага гуку зумер

П'езаэлектрычныя зумер шырока выкарыстоўваюцца ў розных электронных прыладах, такіх як сігналізацыі, таймеры і электронныя цацкі. Яны з'яўляюцца папулярным выбарам з -за іх кампактнага памеру, нізкага спажывання электраэнергіі і высокай надзейнасці. У гэтым артыкуле мы вывучым механізм выпрацоўкі гуку ў п'езаэлектрычных зумер.

Уводзіны

П'езаэлектрычныя зумер - гэта прылады, якія пераўтвараюць электрычную энергію ў механічныя вібрацыі, якія, у сваю чаргу, ствараюць гукавыя хвалі. Звушнікі складаюцца з п'езаэлектрычнага керамічнага дыска, які заціснуты паміж двума металічнымі электродамі. Калі напружанне пераменнага току наносіцца да электродаў, дыск вібраваў, ствараючы гукавыя хвалі.

П'езаэлектрычны  эфект

П'езаэлектрычны эфект - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў ствараць электрычны зарад у адказ на механічны стрэс, і наадварот. П'езаэлектрычныя матэрыялы маюць крышталічную структуру, якая вельмі ўпарадкаваная і сіметрычная. Калі матэрыял падвяргаецца механічнай сіле, сіметрыя крышталічнай рашоткі парушаецца, што прыводзіць да выпрацоўкі электрычнага зараду.

Прынцып працы п'езаэлектрычных зумер

П'езаэлектрычныя зумер складаюцца з п'езаэлектрычнага керамічнага дыска, які ўсталёўваецца на металічную пласціну. Металічная пласціна дзейнічае як дыяфрагма, якая ўзмацняе вібрацыі, якія ўтвараюцца п'езаэлектрычным дыскам. Калі напружанне пераменнага току наносіцца да электродаў, п'езаэлектрычны дыск хутка пашыраецца і скарачаецца, што выклікае вібрацыю металічнай пласціны. Гэтая вібрацыя стварае гукавыя хвалі, якія ўзмацняюцца дыяфрагмай і выпраменьваюцца ў навакольнае паветра.

Частата і амплітуда

Частата і амплітуда гуку, які выпрацоўваецца п'езаэлектрычным зумерам, залежаць ад памеру і формы керамічнага дыска, а таксама частаты і амплітуды напружання пераменнага току, якія ўжываюцца да электродаў. Звычайна меншыя керамічныя дыскі вырабляюць больш высокія частоты, у той час як вялікія дыскі вырабляюць больш нізкія частоты. Сапраўды гэтак жа больш высокія напружання даюць вялікую амплітуду, што прыводзіць да гучных гукаў.

Тыпы п'езаэлектрычных зумер

Існуе два асноўныя тыпы п'езаэлектрычных зумераў: самастойна кіраваныя і вонкава кіруюцца. Самаадпаведныя зумеры маюць убудаваны асцылятар, які стварае напружанне пераменнага току, неабходнае для кіравання п'езаэлектрычным дыскам. Знешне, якія рухаюцца з праходамі, патрабуюць знешняга асцылятара, каб забяспечыць напружанне пераменнага току.

Прымяненне п'езаэлектрычных зумер

П'езаэлектрычныя зумер выкарыстоўваюцца ў шырокім дыяпазоне прыкладанняў, у тым ліку:

• Сігналізацыі і таймеры

• Электронныя цацкі

• Аўтамабільныя сістэмы папярэджання

• Медыцынскія прылады

• Хатняя тэхніка

  
  

Перавагі п'езаэлектрычных зумер

Piezoelectric зумер прапануюць некалькі пераваг перад іншымі тыпамі гукавых генератараў, у тым ліку:

• Кампактны памер

• Нізкае спажыванне электраэнергіі

• Высокая надзейнасць

• Шырокі дыяпазон працоўных тэмператур

• Нізкая электрамагнітная інтэрферэнцыя

  
  

Недахопы п'езаэлектрычных зумер

Нягледзячы на ​​шматлікія перавагі, п'езаэлектрычныя зумер таксама маюць некаторыя недахопы, у тым ліку:

• Абмежаваны дыяпазон частот

• Абмежаваны ўзровень гукавога ціску

• Дрэнная якасць гуку

  
  

Выснова

П'езаэлектрычныя зумер - гэта універсальныя прылады, якія выкарыстоўваюцца ў шырокім дыяпазоне электронных прыкладанняў. Механізм іх працы заснаваны на п'езаэлектрычным эфектах, які дазваляе пэўным матэрыялам пераўтвараць электрычную энергію ў механічныя вібрацыі. Разумеючы прынцыпы, якія стаяць за п'езаэлектрычнымі гумарамі, дызайнеры могуць выбраць патрэбны тып зумер для іх прымянення і аптымізаваць яго прадукцыйнасць.

Структура п'езаэлектрычнай дыяфрагмы

П'езаэлектрычны гукавы элемент павінен мець п'езаэлектрычную дыяфрагму.

Гэта простая структура, у якой п'езаэлектрычная керамічная прыліпаецца да латуні або металічнай пласціны з нікеля.

Механізм атрымання гуку для дыяфрагмы п'еза

Калі напружанне наносіцца да п'езаэлектрычнай керамікі, ён праходзіць у плоскасці. Калі напружанне наносіцца да п'езаэлектрычнай дыяфрагмы, паколькі металічная пласціна не расцягваецца, яна сагнутая, як паказана ў (а). Калі палярнасць ужыванага напружання мяняецца, п'езаэлектрычная керамічная ўсаджваецца, а металічная пласціна выгінаецца да процілеглага боку, як паказана ў (б).

Калі кірунак нанясення напружання чаргуецца, паўтараюцца стану (а) і (б), і, як паказана ў (с), гукавыя хвалі ўтвараюцца ў паветры.