Mekanism för piezoelektrisk summerljud

Piezoelektriska summer används ofta i olika elektroniska enheter som larm, timers och elektroniska leksaker. De är ett populärt val på grund av deras kompakta storlek, låg effektförbrukning och hög tillförlitlighet. I den här artikeln kommer vi att utforska mekanismen bakom genereringen av ljud i piezoelektriska summer.

Introduktion

Piezoelektriska summer är enheter som omvandlar elektrisk energi till mekaniska vibrationer, vilket i sin tur genererar ljudvågor. Buzzers består av en piezoelektrisk keramisk skiva som är inklämd mellan två metallelektroder. När en nätspänning appliceras på elektroderna vibrerar skivan och genererar ljudvågor.

Piezoelektrisk  effekt

Den piezoelektriska effekten är förmågan hos vissa material att generera en elektrisk laddning som svar på mekanisk stress och vice versa. Piezoelektriska material har en kristallin struktur som är mycket ordnad och symmetrisk. När materialet utsätts för en mekanisk kraft störs symmetrin på kristallgitteret, vilket resulterar i generering av en elektrisk laddning.

Arbetsprincip för piezoelektriska summer

Piezoelektriska summer består av en piezoelektrisk keramisk skiva som är monterad på en metallplatta. Metallplattan fungerar som ett membran, vilket förstärker vibrationerna som genereras av den piezoelektriska skivan. När en växelströmsspänning appliceras på elektroderna expanderar den piezoelektriska skivan snabbt, vilket får metallplattan att vibrera. Denna vibration genererar ljudvågor, som förstärks av membranet och strålas ut i den omgivande luften.

Frekvens och amplitud

Frekvensen och amplituden hos ljudet som genereras av en piezoelektrisk summer beror på storleken och formen på den keramiska skivan, såväl som frekvensen och amplituden för AC -spänningen som appliceras på elektroderna. I allmänhet producerar mindre keramiska skivor högre frekvenser, medan större skivor ger lägre frekvenser. På liknande sätt ger högre spänningar större amplituder, vilket resulterar i högre ljud.

Typer av piezoelektriska summer

Det finns två huvudtyper av piezoelektriska summer: självdrivna och externt drivna. Självdrivna summer har en inbyggd oscillator som genererar den växelströmsspänning som krävs för att driva den piezoelektriska skivan. Externt drivna summer kräver en extern oscillator för att tillhandahålla växelström.

Applikationer av piezoelektriska summer

Piezoelektriska summer används i ett brett spektrum av applikationer, inklusive:

• Larm och tidtagare

• Elektroniska leksaker

• Fordonsvarningssystem

• Medicinsk utrustning

• Hushållsapparater

  
  

Fördelar med piezoelektriska summer

Piezoelektriska summer erbjuder flera fördelar jämfört med andra typer av ljudgeneratorer, inklusive:

• Kompaktstorlek

• Låg effektförbrukning

• Hög tillförlitlighet

• Brett driftstemperaturområde

• Låg elektromagnetisk störning

  
  

Nackdelar med piezoelektriska summer

Trots deras många fördelar har piezoelektriska summer också vissa nackdelar, inklusive:

• Begränsad frekvensområde

• Begränsad ljudtrycksnivå

• Dålig ljudkvalitet

  
  

Slutsats

Piezoelektriska summer är mångsidiga enheter som används i ett brett spektrum av elektroniska applikationer. Mekanismen bakom deras operation är baserad på den piezoelektriska effekten, vilket gör att vissa material kan omvandla elektrisk energi till mekaniska vibrationer. Genom att förstå principerna bakom piezoelektriska summer kan designers välja rätt typ av summer för deras tillämpning och optimera dess prestanda.

Piezoelektrisk membran

Det piezoelektriska ljudelementet måste ha ett piezoelektriskt membran.

Detta är en enkel struktur där en piezoelektrisk keramik följer mässing eller nickellegeringsmetallplatta.

Mekanism för att producera ljud för piezo -membran

När en spänning appliceras på den piezoelektriska keramiken sträcker sig den i dess plan. När en spänning appliceras på det piezoelektriska membranet, eftersom metallplattan inte är sträckt, är den böjd som visas i (a). När polariteten på den applicerade spänningen vänds, är de piezoelektriska keramiska krymparna och metallplattan böjd mot motsatt sida som visas i (b).

När riktningen för den applicerade spänningen växlar upprepas tillståndet (a) och (b), och som visas i (c) genereras ljudvågor i luften.