Förstå och använda en Piezo-givare

I det här inlägget försöker vi undersöka vad givare är och hur de behöver konfigureras i kretsar medan de används i en given applikation

Förstå Piezo-givare

En piezogivare är en anordning som främst används för att konvertera en applicerad frekvens till hörbart ljud. Det kan jämföras med en högtalare, den enda skillnaden är hanteringskapaciteten och driftsprinciperna.

En högtalare används för att hantera högeffektsfrekvenser och kan återge exakt vad som matats vid ingången.

Men en piezogivare kanske inte är lika effektiv som en högtalare med effekt och utgångskvalitet, men det finns några av funktionerna som gör dessa enheter enastående.

En piezogivare är speciellt lämpad för att skapa mycket höga ljudutgångar, vilket en högtalare kanske inte kan göra.

Dessutom är en piezogivare billig, mycket kompakt och snygg och kräver inte komplicerade kretsar för drift.

Så i princip används dessa för att producera höga tonar som är tillämpliga på musikhorn, varningsanordningar etc.

Allmänna specifikationer (Använd som ljudgenerator)

En piezogivare är rund i form med en metallbas, piezogivarna med 27 mm diameter är mer populära.
Cirka 3 mm från den yttre periferin beläggs det inre piezomaterialet på en piezos metallbas.

Detta material är ganska sårbart, särskilt när man lödar ledningar på dem.

I grund och botten är dessa två kontakt- och tre kontakttyper. Metallbasen används som markterminal och den inre poezo-materialbeläggningen blir den positiva terminalen.

För de tre kontakttyperna består det inre piezomaterialet av en liten diskret separerad piezo-sektion som blir den tredje kontakten och beter sig mestadels som återkopplingselementet.

Ovanstående trekontakt piezo kan också användas i tvåtrådsgivare där den tredje centrala återkopplingskontakten inte används.

Den externa frekvensen från en piezo-drivare appliceras över metallbasen och det inre piezomaterialet, piezo börjar sedan vibrera vid den applicerade frekvensnivån och genererar ett högt ljud.

Detta ljud kan dock vara väldigt obetydligt och lågt i volym såvida inte piezo fixeras över ett speciellt plasthölje med mitthål.

Hålets storlek har betydelse och bör inte vara mer än 8 mm i diameter eller mindre än 6 mm i diameter.

Plasthöljet ska vara sådant att piezo fastnar med ett lim över en lyftplattform bara ett par mm ovanför höljets botten som består av det ovan förklarade hålet.

Den upphöjda delen ska vara bara 2 mm bred, knappt stödja piezos omkretskant.

Hela stickningsförfarandet (installation) har förklarats i denna enkla summerkretsartikel .

Tekniska specifikationer - Hur Piezo fungerar

Som vi vet omvandlar en piezoelektrisk omvandlare en mekanisk kraft till ekvivalenta elektriska pulser över sina kroppsanslutningar. Tillämpningen av denna mekaniska kraft på piezomaterialet kan ske i följande tre grundformer:

• Tvärgående
• Längsgående
• Klippa.

Tvärgående effekt

I detta slagtryck skärs längs en neutral axel (y) som rör laddningar längs (x) -riktningen, vinkelrätt mot kraftlinjen. Storleken eller nivån på laddningen (Cz) som produceras beror på det piezoelektriska materialets geometriska specifikationer. Om vi ​​tar a, b, d som de dimensioner vi får:

C_med= d_xyF_Y b / a

var till är dimensionen över den neutrala axeln, b ligger på linjen som genererar avgiften, och d är relevant piezolektrisk koefficient.

Längsgående effekt

I denna inverkan motsvarar storleken på den överförda laddningen specifikt den kraft som appliceras. Detta är dock inte beroende av de piezoelektriska dimensionerna.

Det enda sättet att öka laddningseffekten från ett piezoelektriskt element är att konfigurera många av dessa enheter mekaniskt i serie eller staplade över varandra, men elektriskt anslutna parallellt. Den genererade avgiften kan beräknas med följande formel:

C_x= d_xxF_x n

Var d_xxbetecknar den piezoelektriska koefficienten för en laddning över x-riktningen, alstrad av spänningen eller kraften som appliceras över samma riktning. F_xrepresenterar den kraft som appliceras i x-riktningen, medan n representerar antalet piezo-element staplade över varandra.

Skjuvningseffekt

I denna påverkan är de genererade laddningarna specifikt ekvivalenta med den utövade kraften, men inte beroende på piezodimensionerna. När n antalet givare staplas i serie över varandra och elektriskt anslutna parallellt kan laddningsstorleken beräknas med hjälp av följande ekvation:

C_x= 2d_xxF_x n

Endast den tvärgående effekten har en justerbar känslighet för den applicerade kraften på piezomaterialet, vilket inte är tillgängligt för resultat i längdriktningen och skjuvning.