壓電換能器的應(yīng)用及電路圖分析

某些晶體，如鈦酸鋇、石英、鉭鐵礦鋰等，具有在特定排列下對(duì)其施加力或壓力時(shí)產(chǎn)生電力的特性。此外，它們可以通過(guò)將施加在它們上的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為振動(dòng)來(lái)反向工作。因此，它們?cè)谠S多應(yīng)用中被用作傳感器。它們被稱(chēng)為壓電材料。因此，壓電換能器在對(duì)其施加力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓，反之亦然。首先，讓我們看一下壓電換能器的一些應(yīng)用，然后是定義。

壓電效應(yīng)：

1.機(jī)械應(yīng)力分析儀：

主要應(yīng)用是建筑物中柱子的應(yīng)力分析儀，其中測(cè)量晶體應(yīng)力產(chǎn)生的比例電壓，并計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力。

2. 打火機(jī)：

燃?xì)馊紵鞔蚧饳C(jī)和點(diǎn)煙器也遵循相同的壓電效應(yīng)規(guī)則，即在觸發(fā)器突然撞擊其內(nèi)部材料產(chǎn)生的力時(shí)產(chǎn)生電脈沖。

壓電效應(yīng)定義為某些材料在受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生的極化變化.

逆壓電效應(yīng)：

1. 石英表：

在我們的手表內(nèi)部，有一個(gè)石英諧振器，用作振蕩器。該元素是二氧化硅。施加在水晶上的電信號(hào)使其周期性振動(dòng)，從而調(diào)節(jié)我們手表內(nèi)部的齒輪。

2. 壓電蜂鳴器：

蜂鳴器廣泛用于許多應(yīng)用，如汽車(chē)倒車(chē)指示器、計(jì)算機(jī)等。在這種情況下，在上述晶體上施加一定幅度和頻率的電壓時(shí)，它們往往會(huì)振動(dòng)。振動(dòng)可以轉(zhuǎn)移到帶有小開(kāi)口的封閉空間中，使其變成可聽(tīng)見(jiàn)的聲音。

逆壓電效應(yīng)定義為某些材料在受到電場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變或變形.

壓電換能器：

以上是用于 12V 壓電蜂鳴器的廉價(jià)三端子壓電換能器，通過(guò)以下電路排列產(chǎn)生聲音.黑色外殼成為產(chǎn)生可聽(tīng)聲音的結(jié)構(gòu)。

使用壓電換能器將力轉(zhuǎn)換為電能：

讓我們嘗試通過(guò)使用壓電換能器盤(pán)將力轉(zhuǎn)換為小電壓信號(hào)來(lái)試驗(yàn)壓電效應(yīng)。然后讓我們嘗試儲(chǔ)存通過(guò)力或壓力產(chǎn)生的能量。

焊接端子：

將導(dǎo)線焊接到壓電換能器上是使用它們的主要部分。注意不要使表面過(guò)熱，因?yàn)榧词乖诘蜏叵滤矔?huì)熔化幾秒鐘。因此，嘗試熔化烙鐵中的鉛并將熔融焊料放在表面上。對(duì)于此操作，端子正負(fù)就足夠了，可以在上圖中看到。

操作：

壓電換能器在其上施加重復(fù)的攻絲力時(shí)產(chǎn)生不連續(xù)或交替的輸出。因此，必須對(duì)其進(jìn)行糾正以使其可存儲(chǔ)或可用 DC。因此，為了獲得80%或以上的更高整流效率，我們將使用全波整流器。我們可以在橋式配置中使用四個(gè)二極管的組合，也可以使用帶有內(nèi)置橋接二極管的封裝，如RB156。

因此，這里應(yīng)用了相同的概念，其中壓電傳感器的交流輸出被轉(zhuǎn)換為直流并存儲(chǔ)在輸出電容器內(nèi)。然后，存儲(chǔ)的能量通過(guò)具有受控輸出的LED耗散。因此，存儲(chǔ)能量的耗散將是可見(jiàn)的。

壓電換能器電路圖：

以下是壓電換能器電路的原理圖，其中存儲(chǔ)在電容器中的能量?jī)H在輕觸開(kāi)關(guān)閉合時(shí)才會(huì)耗散。

輸出中使用的電容器可以進(jìn)一步增加以增加存儲(chǔ)容量，但也必須增加壓電傳感器的數(shù)量。因此，這里是 47uF。

加工：

如上面的模擬中所述，連接是在面包板中進(jìn)行的。但是，使用兩個(gè)壓電換能器的原因是增加在短時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生的能量。最初，我們?cè)趽Q能器上連續(xù)敲擊。

一旦達(dá)到所需的電壓電平，我們按下輕觸開(kāi)關(guān)，LED 就會(huì)亮起片刻。

LED閃爍的原因是所使用的47uF電容器只能存儲(chǔ)那么多的能量來(lái)閃爍LED幾秒鐘。通過(guò)增加傳感器的數(shù)量和電容器值，可以增加產(chǎn)生和存儲(chǔ)的能量。