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壓電陶瓷片的工作原理以及優勢特性

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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。依據壓電效應原理,如在兩塊電級上邊接通交流音頻信號時,壓電片會依據信號的大小頻率發生震驚而發生相應的響聲來。壓電陶瓷片由于構造簡單造價低廉,被廣泛的使用于電子電氣層面如:玩具,發音電子表,儀表儀器,電子鐘表,計時器等方面。


壓電效應具備可逆:若在壓電陶瓷片上施加聲頻電壓,能發生機械振蕩,傳出聲響;相反,壓電陶瓷片遭受機械振蕩(或壓力)時,片上發生一定數量的電荷Q,從電級上可電壓信號。


如今比較常見的鍺鈦酸鉛壓電陶瓷片(PZT),要用鋯、鈦、鉛的氧化物配制后煅燒而成的。鑒于人耳對頻率約為3kHz的音箱較敏感,所以通常將壓電陶瓷片的諧振頻率f0設計在3kHz上下??紤]到在低頻下工作,只用一片壓電陶瓷片無法滿足頻率規定,—般采用雙閥片構造。這是把直徑約d的壓電陶瓷片與直徑為D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—按時,諧振頻率與h正相關,與(D/2)2成反比。諧振頻率fo與復合振蕩片的直徑D呈指數聯絡,如圖2(a)所示。顯著D越大,低頻特性越好。壓電陶瓷片作傳聲器使用中,輸出功率約為300Hz~5kHz。壓電陶瓷片的阻抗Z取決于d/D比例,由圖2(b)可見,阻抗隨d/D比率的增大而減少。

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