Visninger: 213 Forfatter: Webstedsredaktør Udgivelsestid: 2019-09-05 Oprindelse: websted
Piezoelektriske summer er meget udbredt i forskellige elektroniske enheder såsom alarmer, timere og elektronisk legetøj. De er et populært valg på grund af deres kompakte størrelse, lave strømforbrug og høje pålidelighed. I denne artikel vil vi udforske mekanismen bag generering af lyd i piezoelektriske summer.
Piezoelektriske summer er enheder, der omdanner elektrisk energi til mekaniske vibrationer, som igen genererer lydbølger. Buzzerne består af en piezoelektrisk keramisk skive, der er klemt mellem to metalelektroder. Når en AC-spænding påføres elektroderne, vibrerer disken, hvilket genererer lydbølger.
Den piezoelektriske effekt er visse materialers evne til at generere en elektrisk ladning som reaktion på mekanisk belastning og omvendt. Piezoelektriske materialer har en krystallinsk struktur, der er meget ordnet og symmetrisk. Når materialet udsættes for en mekanisk kraft, forstyrres krystalgitterets symmetri, hvilket resulterer i generering af en elektrisk ladning.
Piezoelektriske summer består af en piezoelektrisk keramisk skive, der er monteret på en metalplade. Metalpladen fungerer som en membran, som forstærker de vibrationer, der genereres af den piezoelektriske skive. Når en AC-spænding påføres elektroderne, udvider den piezoelektriske skive sig og trækker sig hurtigt sammen, hvilket får metalpladen til at vibrere. Denne vibration genererer lydbølger, som forstærkes af membranen og udstråles i den omgivende luft.
Frekvensen og amplituden af lyden, der genereres af en piezoelektrisk buzzer, afhænger af størrelsen og formen af den keramiske skive, samt frekvensen og amplituden af den AC-spænding, der påføres elektroderne. Generelt producerer mindre keramiske diske højere frekvenser, mens større diske producerer lavere frekvenser. På samme måde producerer højere spændinger større amplituder, hvilket resulterer i højere lyde.
Der er to hovedtyper af piezoelektriske summer: selvkørende og eksternt drevne. Selvdrevne summere har en indbygget oscillator, der genererer den AC-spænding, der kræves for at drive den piezoelektriske skive. Eksternt drevne summer kræver en ekstern oscillator for at levere AC-spændingen.
Piezoelektriske summer bruges i en lang række applikationer, herunder:
Alarmer og timere
Elektronisk legetøj
Automotive advarselssystemer
Medicinsk udstyr
Hvidevarer til hjemmet
Piezoelektriske summer giver flere fordele i forhold til andre typer lydgeneratorer, herunder:
Kompakt størrelse
Lavt strømforbrug
Høj pålidelighed
Bredt driftstemperaturområde
Lav elektromagnetisk interferens
På trods af deres mange fordele har piezoelektriske summer også nogle ulemper, herunder:
Begrænset frekvensområde
Begrænset lydtrykniveau
Dårlig lydkvalitet
Piezoelektriske summer er alsidige enheder, der bruges i en lang række elektroniske applikationer. Mekanismen bag deres drift er baseret på den piezoelektriske effekt, som gør det muligt for visse materialer at omdanne elektrisk energi til mekaniske vibrationer. Ved at forstå principperne bag piezoelektriske summer kan designere vælge den rigtige type buzzer til deres anvendelse og optimere dens ydeevne.
Struktur af piezoelektrisk membran
Det piezoelektriske lydelement skal have en piezoelektrisk membran.
Dette er en simpel struktur, hvor en piezoelektrisk keramik klæber til messing eller nikkellegering metalplade.
Mekanisme til at producere lyd til piezo-membraner
Når en spænding påføres det piezoelektriske keramik, strækker det sig i sit plan. Når en spænding påføres den piezoelektriske membran, da metalpladen ikke strækkes, bøjes den som vist i (a). Når polariteten af den påførte spænding vendes, krymper den piezoelektriske keramik, og metalpladen bøjes mod den modsatte side som vist i (b).
Når retningen af den påførte spænding skifter, gentages tilstandene af (a) og (b), og som vist i (c), genereres lydbølger i luften.
