مکانیسم صدای بیزر پیزوالکتریک

پیزوالکتریک بیزر به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی مختلف مانند زنگ هشدار، تایمر و اسباب بازی های الکترونیکی استفاده می شود. آنها به دلیل اندازه جمع و جور، مصرف برق کم و قابلیت اطمینان بالا، یک انتخاب محبوب هستند. در این مقاله، مکانیسم تولید صدا در بیزر پیزوالکتریک ثانیه را بررسی خواهیم کرد.

مقدمه

پیزوالکتریک بیزر دستگاه‌هایی هستند که انرژی الکتریکی را به ارتعاشات مکانیکی تبدیل می‌کنند که به نوبه خود امواج صوتی تولید می‌کنند. بیزر ها شامل یک دیسک سرامیکی پیزوالکتریک است که بین دو الکترود فلزی قرار گرفته است. هنگامی که یک ولتاژ متناوب به الکترودها اعمال می شود، دیسک می لرزد و امواج صوتی تولید می کند.

پیزوالکتریک اثر

اثر پیزوالکتریک توانایی برخی مواد برای تولید بار الکتریکی در پاسخ به تنش مکانیکی است و بالعکس. مواد پیزوالکتریک ساختار کریستالی دارند که بسیار منظم و sy mm اتریکی است. هنگامی که ماده تحت یک نیروی مکانیکی قرار می گیرد، سی mm تری شبکه کریستالی مختل می شود و در نتیجه بار الکتریکی ایجاد می شود.

اصل کاری بیزر پیزوالکتریک s

پیزوالکتریک بیزر از یک دیسک سرامیکی پیزوالکتریک تشکیل شده است که بر روی یک صفحه فلزی نصب شده است. صفحه فلزی به عنوان یک دیافراگم عمل می کند که ارتعاشات ایجاد شده توسط دیسک پیزوالکتریک را تقویت می کند. هنگامی که یک ولتاژ AC به الکترودها اعمال می شود، دیسک پیزوالکتریک به سرعت منبسط و منقبض می شود و باعث می شود صفحه فلزی به لرزه درآید. این ارتعاش امواج صوتی تولید می کند که توسط دیافراگم تقویت شده و به هوای اطراف تابش می شود.

فرکانس و دامنه

فرکانس و دامنه صدای تولید شده توسط یک بیزر پیزوالکتریک به اندازه و شکل دیسک سرامیکی و همچنین فرکانس و دامنه ولتاژ AC اعمال شده به الکترودها بستگی دارد. به طور کلی، دیسک‌های سرامیکی کوچک‌تر فرکانس‌های بالاتری تولید می‌کنند، در حالی که دیسک‌های بزرگ‌تر فرکانس‌های پایین‌تری تولید می‌کنند. به طور مشابه، ولتاژهای بالاتر دامنه های بیشتری تولید می کنند و در نتیجه صداهای بلندتری ایجاد می کنند.

انواع بیزر پیزوالکتریک s

دو نوع اصلی از بیزر پیزوالکتریک ها وجود دارد: خود محور و خارج رانده. خودگردان های بیزر دارای یک نوسان ساز داخلی هستند که ولتاژ متناوب مورد نیاز برای به حرکت درآوردن دیسک پیزوالکتریک را تولید می کند. بیزر هایی که به بیرون هدایت می‌شوند به یک نوسان‌گر خارجی برای تامین ولتاژ AC نیاز دارند.

کاربردهای بیزر پیزوالکتریک s

پیزوالکتریک بیزر در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شود، از جمله:

• آلارم و تایمر

• اسباب بازی های الکترونیکی

• سیستم های هشدار دهنده خودرو

• دستگاه های پزشکی

• لوازم خانگی

  
  

مزایای بیزر پیزوالکتریک s

پیزوالکتریک‌های بیزر چندین مزیت را نسبت به سایر انواع تولیدکننده‌های صدا ارائه می‌دهند، از جمله:

• اندازه جمع و جور

• مصرف برق کم

• قابلیت اطمینان بالا

• محدوده دمای عملیاتی گسترده

• تداخل الکترومغناطیسی کم

  
  

معایب بیزر پیزوالکتریک s

علیرغم مزایای بسیار، بیزر پیزوالکتریک دارای معایبی نیز می باشد، از جمله:

• محدوده فرکانس محدود

• سطح فشار صوتی محدود

• کیفیت صدای ضعیف

  
  

نتیجه گیری

پیزوالکتریک بیزر دستگاه های همه کاره ای هستند که در طیف وسیعی از کاربردهای الکترونیکی استفاده می شوند. مکانیسم عملکرد آنها بر اساس اثر پیزوالکتریک است که به مواد خاصی اجازه می دهد تا انرژی الکتریکی را به ارتعاشات مکانیکی تبدیل کنند. با درک اصول پشت بیزر پیزوالکتریک s، طراحان می توانند نوع مناسب بیزر را برای کاربرد خود انتخاب کنند و عملکرد آن را بهینه کنند.

ساختار دیافراگم پیزوالکتریک

عنصر صوتی پیزوالکتریک باید دارای دیافراگم پیزوالکتریک باشد.

این یک ساختار ساده است که در آن یک سرامیک پیزوالکتریک به صفحه فلزی برنج یا آلیاژ نیکل می‌چسبد.

مکانیسم تولید صدا برای دیافراگم های پیزو

هنگامی که یک ولتاژ به سرامیک پیزوالکتریک اعمال می شود، در صفحه خود گسترش می یابد. هنگامی که یک ولتاژ به دیافراگم پیزوالکتریک اعمال می شود، از آنجایی که صفحه فلزی کشیده نشده است، همانطور که در (الف) نشان داده شده است خم می شود. هنگامی که قطبیت ولتاژ اعمال شده معکوس می شود، سرامیک پیزوالکتریک منقبض می شود و صفحه فلزی همانطور که در (b) نشان داده شده است به سمت مخالف خم می شود.

هنگامی که جهت ولتاژ اعمال شده متناوب می شود، حالت های (a) و (b) تکرار می شوند و همانطور که در (c) نشان داده شده است، امواج صوتی در هوا ایجاد می شود.