Pag-unawa at Paggamit ng isang Piezo Transducer

Sa post na ito sinubukan naming siyasatin kung ano ang mga transduser at kung paano nila kailangang mai-configure sa mga circuit habang ginagamit ang mga ito sa isang naibigay na application

Pag-unawa sa Piezo Transducers

Ang isang piezo transducer ay isang aparato na pangunahing ginagamit para sa pag-convert ng isang inilapat na dalas sa naririnig na tunog. Maaari itong ihambing sa isang malakas na speaker, ang pagkakaiba lamang ay ang kapasidad sa paghawak at ang mga prinsipyo sa pagpapatakbo.

Ginagamit ang isang speaker para sa paghawak ng mga frequency ng tunog na may mataas na lakas at nakakapag-reproduce ng eksakto kung ano ang pinakain sa input.

Gayunpaman ang isang piezo transducer ay maaaring hindi kasing husay ng isang speaker na may lakas at kalidad ng output ngunit mayroong ilang mga tampok na ginagawang natitirang mga aparatong ito.

Ang isang piezo transducer ay partikular na nababagay para sa pagbuo ng napakataas na mga tunog na output, na maaaring hindi magawa ng isang speaker.

Bukod dito ang isang piezo transducer ay mura, napaka-compact at makinis at hindi nangangailangan ng mga kumplikadong circuit para sa pagpapatakbo.

Kaya karaniwang ginagamit ang mga ito para sa paggawa ng mga mataas na tono na naaangkop sa mga musikal na sungay, mga aparato ng babala atbp.

Pangkalahatang Mga Pagtukoy (Paggamit bilang Sound Generator)

Ang isang piezo transducer ay bilog sa hugis na may isang metal na base, ang 27mm diameter piezo transducers ay mas popular.
Mga 3mm mula sa panlabas na paligid, ang panloob na materyal na piezo ay pinahiran sa base ng metal ng isang piezo.

Ang materyal na ito ay medyo mahina laban lalo na habang ang mga paghihinang na mga wire sa kanila.

Talaga, ito ang dalawang contact at tatlong uri ng contact. Ang base ng metal ay ginagamit bilang ground terminal at ang panloob na patong na materyal ng poezo ay nagiging positibong terminal.

Para sa tatlong uri ng pakikipag-ugnay, ang panloob na materyal ng piezo ay binubuo ng isang maliit na hiwalay na pinaghiwalay na seksyon ng piezo na naging pangatlong contact at kumikilos karamihan bilang elemento ng feedback.

Ang nasa itaas na tatlong contact piezo ay maaari ring magamit sa dalawang aplikasyon ng wire transducer kung saan hindi nagamit ang pangatlong contact ng contact ng sentral.

Ang panlabas na dalas mula sa isang driver ng piezo ay inilalapat sa base ng metal at sa panloob na materyal na piezo, ang piezo pagkatapos ay nagsisimulang mag-vibrate sa antas ng inilapat na dalas, na bumubuo ng isang mataas na tunog ng tunog.

Gayunpaman ang tunog na ito ay maaaring maging napaka-hindi gaanong mahalaga at mababa sa dami maliban kung ang piezo ay naayos sa isang espesyal na plastik na pabahay na may isang butas sa gitna.

Mahalaga ang laki ng butas at hindi dapat higit sa 8mm ang lapad o mas mababa sa 6mm ang lapad.

Ang plastik na pabahay ay dapat na tulad na ang piezo ay natigil sa isang malagkit sa isang pagtaas ng platform ng isang pares ng mm sa itaas ng base ng pabahay na binubuo ng nabanggit na butas sa itaas.

Ang itinaas na bahagi ay dapat na 2 mm lamang ang lapad, bahagya na sinusuportahan ang gilid ng paligid ng piezo.

Ipinaliwanag ang buong pamamaraan ng pagdikit (pag-install) sa simpleng artikulo ng buzzer circuit na ito .

Mga Teknikal na Detalye - Paano Gumagana ang Piezo

Tulad ng alam natin na ang isang piezoelectric transducer ay nagpapalit ng isang mekanikal na puwersa sa katumbas na mga de-kuryenteng pulso sa mga terminal ng katawan nito. Ang paglalapat ng puwersang mekanikal sa materyal na piezo ay maaaring sa mga sumusunod na 3 pangunahing form:

• Transverse
• Paayon
• Paggugupit

Transverse na epekto

Sa epekto na ito, ang presyon ay pinuputol kasama ang isang walang kinikilingan na axis (y) paglipat ng mga singil sa direksyon ng (x), patayo sa linya ng puwersa. Ang lakas o antas ng singil (Cz) ay gumawa ng mga depnd sa mga geometrical na pagtutukoy ng piezo electric material. Kung kukuha kami ng a, b, d tulad ng mga sukat na makukuha natin:

C_{kasama si}= d_xyF_Y b / a

kung saan sa ay ang sukat sa kabuuan ng walang kinikilingan na axis, b nakasalalay sa linya na bumubuo ng pagsingil, at d ay may kaugnayan sa piezolectric coefficient.

Paayon na epekto

Sa ganitong epekto ang laki ng singil na inilipat ay partikular na katumbas ng puwersang inilapat. Gayunpaman hindi ito nakasalalay sa mga sukat ng piezoelectric.

Ang tanging paraan lamang upang madagdagan ang output ng singil mula sa isang elemento ng piezoelectric ay upang mai-configure ang marami sa mga aparatong ito nang wala sa loob sa serye o pagtambak ng isa sa itaas ng isa pa, ngunit nakakonekta nang kuryente nang kahanay. Maaaring makalkula ang nabuong singil gamit ang sumusunod na pormula:

C_x= d_xxF_x n

Kung saan d_xxnagsasaad ng piezoelectric coefficient para sa isang pagsingil sa kabuuan ng x-direction, na ginawa ng stress o ng puwersang inilapat sa parehong direksyon. F_xkumakatawan sa puwersang inilapat sa x-direction, habang n kumakatawan sa bilang ng mga elemento ng piezo na nakasalansan ng isa sa itaas ng isa pa.

Epekto ng paggugupit

Sa epekto na ito, ang nabuong mga pagsingil ay partikular na katumbas ng bigay na puwersa, ngunit hindi nakasalalay sa mga sukat ng piezo. Kailan n bilang ng mga transduser ay nakasalansan sa serye ng isa sa itaas ng isa pa, at nakakonekta sa kuryente nang kahanay, ang kalakal ng singil ay maaaring kalkulahin gamit ang sumusunod na equation:

C_x= 2d_xxF_x n

Ang nakahalang epekto lamang ang nagtatampok ng isang naaayos na pagiging sensitibo para sa inilapat na puwersa sa materyal na piezo, na hindi magagamit para sa mga resulta ng paayon at paggupit na epekto.