压电陶瓷的基本用法
1、声音输出设备
压电陶瓷片常被用于制作蜂鸣器、扬声器等声音输出设备。其工作原理是利用逆压电效应,当向压电陶瓷片施加交流或脉冲电压时,陶瓷片会产生振动,进而发出声音。通过调整施加的电压或电流,可以改变压电陶瓷片的振动频率,从而改变输出的声音频率。在制作声音输出设备时,通常需要将压电陶瓷片的引脚焊接到电路板上,并将电路板连接到电源和信号处理电路中。使用时,注意避免过载,不要施加过高的电压或电流,以免损坏压电陶瓷片。
2、传感器与换能器
压电陶瓷在传感器和换能器领域的应用也十分广泛。利用正压电效应,压电陶瓷可以将外力转换成电能,用于制作加速度传感器、声发射传感器等。例如,在打火机中,压电陶瓷通过尖端放电点燃可燃气体,实现了机械能到电能的转换。在换能器方面,压电陶瓷被用于制作超声波换能器,用于水下发射和接收超声波。这种换能器在海洋探测、精密测量、超声清洗以及医学成像等领域有重要应用。通过改变压电陶瓷的形状及规格,可以适应不同超声波换能器的不同工作形式及频率需求。
3、驱动器与频率控制
压电陶瓷还可以作为驱动器使用,用于实现微纳米级的超精密定位。例如,在光学仪器的生产、光纤对接、高精度三维微动台等领域,压电驱动器结合柔性铰链放大机构,可以克服传统定位装置中的间隙和摩擦问题,实现超精密定位。此外,压电陶瓷还被用于制作滤波器、谐振器等频率控制器件。这些器件在通信设备、彩电延迟电路等领域有重要应用。压电陶瓷片在外加交变电压作用下,会产生一定频率的机械振动。当所加电压的频率与压电振子的固有机械振动频率相同时,会引起共振,振幅大大增加。这时,电能和机械能更大限度地互相转换,形成振荡。利用这一特性,可以制造频率稳定性好、精度高、适用频率范围宽的滤波器和谐振器。