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Technisch
Die Technologie und der Betrieb von Piezo -Sound- Grundprinzipien Ein piezoelektrisches Keramikelement ist ein gesinterter Körper vieler Kristalle (Polykristalle). Die Verzerrung dieses Kristalls tritt auf, wenn eine Spannung auf das Element angewendet wird, entweder thermisch, mechanisch oder elektrisch. Diese Verzerrungen erzeugen viele mögliche Verwendung, einschließlich Alarm- und Sensoranwendungen.

Bei der Verwendung von piezoelektrischen Elementen in der hörbaren Ausgabe ist eine Metallplatte an das Keramikelement angebracht, da die Resonanzfrequenz der Keramik zu hoch ist, um einen hörbaren Ton für sich selbst zu erzeugen. Diese Metallplatte vibriert, wie in Fig. 1 aufgrund der Kontraktion und Ausdehnung der Piezokeramik gezeigt, und es wird ein hörbares Signal erzeugt.

Impedanzeigenschaften Der äquivalente Schaltkreis für piezoelektrische Elemente ist in Abb. 3 dargestellt. Die mechanische Resonanz des Elements wird durch R, L, C angezeigt, wobei L und C die Resonanzfrequenz bestimmen (Abb. 3). 6dklprf0 Da der Shunt -Kondensator größer ist als die Serienkombination, ist die Gesamtimpedanz kapazitiv. Im Element können im Element die Vibrations- und unterstützenden Methoden für die Schallelemente -Hauptvibrationsmodi erstellt werden. Dies ist in Fig. 2 Montage (1) -Knoten, das das in Fig. 2 (a) gezeigte Schallelement stützt, der Knoten montiert ist, sodass es in einem freien Zustand vibrieren kann. Der Knoten, ein Umfang, bei dem keine Schwingung stattfindet, wird erzeugt, wie in Abb. 1 die zerbrochene Linie dargestellt. Die Montage am Knoten führt die am wenigsten mechanische Unterdrückung der Schwingung und ermöglicht so die größte Amplitude. Daher ergibt diese Montagemethode, wie in Abbildung 5 (a) dargestellt, den höchsten Schalldruckausgang und die stabilste Schwingungsfrequenz der drei Auswahlmöglichkeiten. Infolgedessen ist dies das am besten geeignete Design für die hohe Ausgabe, die selbstfahrende Anwendungen. In dieser Montagekonfiguration vibriert die gesamte Schallplatte auf und ab, wie die zerbrochene Linie im Diagramm dargestellt wird. Daher unterdrückt die in Abb. 5 (b) dargestellte Kantenmethode die grundlegende Resonanzfrequenz durch Bewegen des Knotens. Dies bietet die Möglichkeit eines breiten Frequenzgangs und wird am vorteilhaftesten mit einem externen Laufwerk verwendet. Da der Hauptvibrationsbereich zweitfreundlich unterstützt wird, sind große Schalldruckpegel nicht möglich, wenn diese Methode verwendet wird. Auch dies ist für externes Laufwerk geeignet, aber aufgrund der Unterstützung der Konstruktionsschwierigkeiten ist die Unterstützung des Zentrums als Alarm nicht nützlich. Konstruktionskonsiserationen des Schaltungsdesigns 1. Welle Antrieb
Die Piezoelemente können je nach jeweiliger Anwendung entweder durch sinusförmiger, gepulster oder quadratischer Welle angetrieben werden. Wenn eine Sinuswelle verwendet wird, arbeitet das Gerät mit einer Frequenz niedriger als die Resonanzfrequenz (FO) mit einem niedrigeren Schalldruckpegel. Der Grund dafür ist der Energieverlust durch die Zeitverzögerung zwischen Spitzenablenkungen, wie in Abb. 7 gezeigt. Es ist wichtig, dass ein sauberes sinusförmiges Signal bereitgestellt wird, da jeder Ausschnitt der Wellenform zu einer Frequenzinstabilität führen kann. Wenn quadratische Wellen oder gepulste Wellen verwendet werden, um die Elemente zu treiben, wird ein höherer akustischer Ausgang sowie eine Erhöhung der harmonischen Werte realisiert. Ein paralleler Kondensator kann diese Harmonischen reduzieren.2. Fahrfrequenz
Für die maximale Ausgabe sollte eine Frequenz zwischen 500 Hz und 4kHz verwendet werden, wie von dem ausgewählten spezifischen Teil empfohlen.

3. DC -Vorsichtsmaßnahmen
Um die Depolarisation der Keramikelemente zu verhindern, ist es notwendig, dass jede Vorsichtsmaßnahme getroffen wird, um zu verhindern, dass sie einem Gleichstrom ausgesetzt werden.

4. Vorsichtsmaßnahmen mit Hochspannung
Spannung höher als die von Spezifikationen empfohlenen können die Keramik beschädigen, selbst wenn sie auf kurze Dauer angewendet werden. Aufgrund der Stärke des piezoelektrischen Effekts kann hohe Spannung dazu führen, dass die Kristalle die gesinterten Bindungen brechen, was zu dauerhaften Schäden führt. Es werden signifikant höhere Schalldruckpegel durch Spannungen erreicht, die höher sind als die von Spezifikationen empfohlenen Spannungen.

5. Booster Coil AP

Plikationen:
Wenn Sie eine Booster -Spule verwenden, überschreiten Sie die Spannungsempfehlungen nicht, da sich die Spule erwärmt und zu viel Strom an den Transistor übergibt.

6. Schock:
Mechanische Auswirkungen auf Summer oder Elemente können Hochspannungen erzeugen, die die Antriebskreis schwer schaden können. Der geeignete Diodenschutz ist in Anwendungen ratsam, bei denen mechanischer Schock möglich ist. Zenerdiode als Abbildung 7a; Schottky -Diode als Abbildung 7b.

7. Montagekleber:
Eine ordnungsgemäße Anwendung des Montageklebers ist erforderlich, um angemessene Schalldruckpegel zu erzeugen.

8. Entwurf des Resonanzfalles:
Wenn ein Element unterstützt wird und keinen Fall hat, ist der Schalldruckpegel gering. Dies liegt daran, dass die akustische Impedanz der Elemente nicht mit der einer Open -Luft -Belastung übereinstimmt.
Durch den Aufbau eines Resonanzfalles kann jedoch die akustische Impedanz des Elements und der umhülten Luft übereinstimmen. Dieser Fall kann mit Folgendem konzipiert werden
(Helmholtzs Gleichung)

FO = Resonanzfrequenz von Hohlraum (Hz) C = Schallgeschwindigkeit 34,4 x cm/s@24
a = Radius des Schallausgabelochs (cm) d = Durchmesser der Stütze
H = Hohlraumhöhe (cm)
T = Hohlraumdicke
k = konstant = ~ 1,3

9. Elektrostatische Kapazität
Es ist notwendig, die Ausgangsimpedanz des Oszillators mit der Wandlerimpedanz anzupassen, um vom Wandler einen maximalen Schalldruckpegel zu erhalten. Die tatsächliche elektrostatische Kapazität kann aus der folgenden Formel berechnet werden.
D = Elektrodendurchmesser (cm)
t = Dicke der Keramik (cm)

10. Empfehlungen löten
Der gewünschte Standort zum Löten von Bleidrähten auf einem Element ist der Punkt, der dem Rand der Silberoberfläche am nächsten liegt. Der gewünschte Ort zum Löten eines Vorgangs zur Metallplatte ist der Bereich zwischen dem Ende der Platte und dem Ende der Keramik.
Nachfolgend finden Sie die Bedingungen für das Löten.

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Sam Duan

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