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壓電陶瓷片的原理及特性簡述

發布人:  

壓電陶瓷片是一種電子發音元件,以鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料制成。根據壓電效應原理,當在兩片電極上面接通交流音頻信號時,壓電片會根據信號的巨細頻率發生轟動而發生相應的聲音來。壓電陶瓷片因為結構簡略造價低廉,被廣泛的使用于電子電器方面如:玩具,發音電子表,電子儀器,電子鐘表,定時器等方面。 

壓電效應具有可逆性:若在壓電陶瓷片上施以音頻電壓,能發生機械振蕩,發出動靜;反之,壓電陶瓷片遭到機械振蕩(或壓力)時,片上發生一定數量的電荷Q,從電極上可輸出電壓信號。  

現在比較常見的鍺鈦酸鉛壓電陶瓷片(PZT),是用鋯、鈦、鉛的氧化物配制后燒結而成的。鑒于人耳對頻率約為3kHz的音響較敏感,所以通常將壓電陶瓷片的諧振頻率f0設計在3kHz左右。考慮到在低頻下工作,僅用一片壓電陶瓷片難以滿足頻率要求,—般采用雙膜片結構。它是把直徑為d的壓電陶瓷片與直徑為D的金屬振蕩片復合而成的。D一般為15~40mm,復合振蕩片的總厚度為h。  

當壓電材料—定時,諧振頻率與h成正比,與(D/2)2成反比。諧振頻率fo與復合振蕩片的直徑D呈指數聯系,如圖2(a)所示。明顯D愈大,低頻特性愈好。壓電陶瓷片作傳聲器使用時,工作頻率約為300Hz~5kHz。壓電陶瓷片的阻抗Z取決于d/D之比,由圖2(b)可見,阻抗隨d/D比值的增大而降低。


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