Piezo Dönüştürücüyü Anlama ve Kullanma

Bu yazıda, hangi dönüştürücülerin olduğunu ve belirli bir uygulamada bunları kullanırken devrelerde nasıl yapılandırılmaları gerektiğini araştırmaya çalışıyoruz.

Piezo Dönüştürücülerini Anlamak

Bir piezo dönüştürücü, öncelikle uygulanan bir frekansı işitilebilir sese dönüştürmek için kullanılan bir cihazdır. Bir hoparlörle karşılaştırılabilir, tek fark işleme kapasitesi ve çalışma prensipleridir.

Bir hoparlör, yüksek güçlü ses frekanslarını işlemek için kullanılır ve girişte beslenen şeyi tam olarak yeniden üretebilir.

Bununla birlikte, bir piezo dönüştürücü, güç ve çıktı kalitesine sahip bir hoparlör kadar verimli olmayabilir, ancak bu cihazları olağanüstü kılan özelliklerden birkaçı vardır.

Bir piezo dönüştürücü, bir hoparlörün yapamayacağı, çok yüksek perdeli ses çıkışları oluşturmak için özellikle uygundur.

Dahası, bir piezo dönüştürücü ucuz, çok kompakt ve şıktır ve çalışması için karmaşık devreler gerektirmez.

Yani temelde bunlar müzikal kornalarda, uyarı cihazlarında vb. Yüksek perdeli notalar üretmek için kullanılır.

Genel Özellikler (Ses Oluşturucu Olarak Kullanma)

Bir piezo dönüştürücü, metalik bir tabana sahip yuvarlak şekildedir, 27 mm çaplı piezo dönüştürücüler daha popülerdir.
Dış çevreden yaklaşık 3 mm uzaklıkta, iç piezo malzemesi bir piezonun metal tabanı üzerine kaplanmıştır.

Bu malzeme özellikle üzerlerine tel lehimlenirken oldukça savunmasızdır.

Temel olarak, bunlar iki kontak ve üç kontak türüdür. Metal taban topraklama terminali olarak kullanılır ve iç poezo malzeme kaplaması pozitif terminal olur.

Üç kontak tipi için, iç piezo malzemesi, üçüncü kontak haline gelen ve çoğunlukla geri besleme elemanı olarak davranan küçük, ayrı ayrı ayrılmış bir piezo bölümünden oluşur.

Yukarıdaki üç kontak piezosu, üçüncü merkezi geri besleme kontağının kullanılmadığı iki telli dönüştürücü uygulamasında da kullanılabilir.

Bir piezo sürücünün harici frekansı, metal tabana ve iç piezo malzemesine uygulanır, piezo daha sonra uygulanan frekans seviyesinde titreşmeye başlar ve yüksek tiz bir ses üretir.

Ancak bu ses, piezo bir merkez deliği olan özel bir plastik muhafaza üzerine sabitlenmedikçe çok önemsiz ve düşük hacimli olabilir.

Deliğin boyutu önemlidir ve 8 mm'den fazla veya 6 mm'den küçük olmamalıdır.

Plastik mahfaza, piezo, yukarıda açıklanan delikten oluşan mahfazanın tabanının sadece birkaç mm yukarısında bir yükseltme platformu üzerinde bir yapıştırıcı ile yapıştırılacak şekilde olmalıdır.

Yükseltilmiş kısım sadece 2 mm genişliğinde olmalı ve piezonun çevre kenarını zar zor desteklemelidir.

Yapıştırma (kurulum) prosedürünün tamamı açıklanmıştır bu basit zil devresi makalesinde .

Teknik Özellikler - Piezo Nasıl Çalışır?

Bir piezoelektrik dönüştürücünün mekanik bir kuvveti vücut terminalleri boyunca eşdeğer elektrik darbelerine dönüştürdüğünü bildiğimiz gibi. Bu mekanik kuvvetin piezo malzemeye uygulanması aşağıdaki 3 temel biçimde olabilir:

• Enine
• Boyuna
• Kesme.

Enine etki

Bu darbede basınç, yükleri kuvvet hattına dik olarak (x) yönü boyunca hareket ettiren nötr bir eksen (y) boyunca kesilir. Üretilen yükün (Cz) büyüklüğü veya seviyesi, piezo elektrik malzemesinin geometrik özelliklerine bağlıdır. A, b, d'yi aldığımız boyutlar olarak alırsak:

C_ile= d_xyF_Y b / a

nerede -e nötr eksendeki boyuttur, b yükü oluşturan çizgide yatıyor ve d ilgili piezolektrik katsayısıdır.

Boyuna etki

Bu etkide, aktarılan yükün büyüklüğü, özellikle uygulanan kuvvete eşdeğerdir. Ancak bu, piezoelektrik boyutlara bağlı değildir.

Bir piezoelektrik elemandan yük çıkışını artırmanın tek yolu, bu aygıtların çoğunu mekanik olarak seri olarak veya birbiri üzerine yığılmış, ancak elektriksel olarak paralel olarak bağlanmış olarak yapılandırmaktır. Oluşturulan ücret aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

C_x= d_xxF_x n

D nerede_xxAynı yönde uygulanan baskı veya kuvvet tarafından üretilen x-yönü boyunca bir yük için piezoelektrik katsayısını gösterir. F_xx yönünde uygulanan kuvveti temsil ederken n üst üste yığılmış piezo elemanlarının sayısını temsil eder.

Kesme Etkisi

Bu etkide üretilen yükler özellikle uygulanan kuvvete eşdeğerdir, ancak piezo boyutlarına bağlı değildir. Ne zaman n transdüser sayısı birbiri üzerine seri olarak istiflenir ve elektriksel olarak paralel bağlanır, yükün büyüklüğü aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanabilir:

C_x= 2d_xxF_x n

Sadece enine etki, piezo malzemeye uygulanan kuvvet için ayarlanabilir bir hassasiyete sahiptir, bu, boylamsal ve kesme etkisi sonuçları için mevcut değildir.