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피에조 사운 더
압전 음향기 기본 원리의 기술과 동작은 압전 세라믹 소자는 많은 결정 (폴리 크리스탈)의 소결체이다. 이 결정의 변형은 응력이 열적, 기계적 또는 전기적으로 요소에 적용될 때 발생합니다. 이러한 왜곡은 경보 및 센서 응용 프로그램을 포함하여 많은 가능한 용도를 만듭니다.

가청 출력 애플리케이션에서 압전 요소를 사용하는 경우, 세라믹의 공진 주파수가 너무 높아서 자체적으로 가청음을 생성 할 수 없기 때문에 금속판이 세라믹 요소에 부착된다. 이 금속판은 압전 세라믹의 수축 및 팽창으로 인해도 1에 도시 된 바와 같이 진동하며, 가청 신호가 생성된다.

임피던스 특성 압전 소자의 등가 회로는 그림 3에 나와 있습니다. 소자의 기계적 공명은 R, L, C로 표시되며, 여기서 L과 C는 공진 주파수를 결정합니다 (그림 3). 션트 커패시터는 직렬 조합보다 크기 때문에 총 임피던스는 용량 성입니다.

사운드 요소를위한 진동 및지지 방법 모드 장착 스타일에 따라 요소에 3 가지 주요 진동 모드를 만들 수 있습니다. 이것은도 2에 도시되어있다. 장착 (1) 노드 지지부도 2 (a)에 도시 된 사운드 소자는 노드 장착되어 자유 상태에서 진동 할 수있게한다. 진동이 발생하지 않는 원주인 노드는 그림 1의 파선으로 표시됩니다. 노드에 장착하면 진동이 최소로 억제되므로 진폭이 가장 커집니다. 따라서이 장착 방법은 그림 5 (a)와 같이 세 가지 선택 중에서 가장 높은 음압 출력과 가장 안정적인 발진 주파수를 제공합니다. 결과적으로, 이것은 고출력, 자체 구동 어플리케이션에 가장 적합한 설계입니다. (2) 모서리지지 그림 2 (b)는 사운드 요소가 모서리에서지지 될 때 진동 모드를 보여줍니다. 이 장착 구성에서, 다이어그램에서 파선으로 도시 된 바와 같이 전체 사운드 플레이트가 위아래로 진동합니다. 따라서,도 5 (b)에 도시 된 바와 같은 에지 방법은 노드를 이동시킴으로써 기본 공진 주파수를 억제한다. 이는 넓은 주파수 응답 가능성을 제공하며 외부 드라이브와 함께 가장 유리하게 사용됩니다. (3) 중앙 지지대 그림 2 (c)는 사운드 요소가 중앙에지지 될 때 진동 모드를 보여줍니다. 주 진동 영역이 강제로 지원되므로이 방법을 사용할 때는 큰 음압 수준을 사용할 수 없습니다. 이것은 외부 드라이브에도 적합하지만 설계상의 어려움으로 인해 센터 지원은 알람으로 유용하지 않습니다. 회로 설계 구성 1. 추진 파


피에조 소자는 특정 응용에 따라 정현파, 펄스 또는 구형파에 의해 구동 될 수있다. 사인파를 사용하는 경우 장치는 음압 수준이 낮은 공진 주파수 (Fo)보다 낮은 주파수에서 작동합니다. 그 이유는 그림 7과 같이 피크 편향 사이의 시간 지연을 통한 에너지 손실 때문입니다. 파형을 클리핑하면 주파수 불안정성이 발생할 수 있으므로 깨끗한 사인파 신호를 제공하는 것이 중요합니다. 구형파 또는 펄 스파를 사용하여 요소를 구동하는 경우 고조파 레벨이 증가함에 따라 더 높은 음향 출력이 실현됩니다. 병렬 커패시터는 이러한 고조파를 줄일 수 있습니다. 운전 주파수
최대 출력을 위해서는 선택한 특정 부품에서 권장하는대로 500Hz ~ 4KHZ의 주파수를 사용해야합니다.

3. DC 예방 조치
세라믹 요소의 탈분극을 방지하기 위해, 직류 요소에 노출되는 것을 방지하기 위해 모든 예방 조치를 취해야합니다.

4. 고전압주의 사항
사양에서 권장하는 전압보다 높은 전압은 짧은 시간 동안 적용하더라도 세라믹을 손상시킬 수 있습니다. 압전 효과의 강도로 인해 고전압으로 인해 결정이 소결 결합을 끊어 영구 손상을 초래할 수 있습니다. 사양에서 권장하는 것보다 높은 전압에서는 현저하게 높은 음압 레벨을 달성 할 수 없습니다.


5. 부스터 코일 응용 :
부스터 코일을 사용할 때는 코일이 가열되어 너무 많은 전류가 트랜지스터에 전달되므로 전압 권장 사항을 초과하지 마십시오.

6. 충격 :
버저 또는 요소에 기계적 충격이 가해지면 고전압이 발생하여 드라이브 회로가 심각하게 손상 될 수 있습니다. 기계적 충격이 가능한 응용 분야에는 적절한 다이오드 보호가 권장됩니다. 도 7a에 도시 된 제너 다이오드; 그림 7b와 같이 쇼트 키 다이오드.

7. 장착 접착제 :
적절한 음압 레벨을 생성하려면 마운팅 접착제를 올바르게 적용해야합니다.

8. 공명 케이스의 설계 :
요소가 지원되고 케이스가없는 경우 음압 레벨이 작습니다. 소자의 음향 임피던스가 야외 하중의 음향 임피던스와 일치하지 않기 때문입니다.
그러나 공진 케이스를 구축하면 소자의 음향 임피던스와 밀폐 된 공기를 일치시킬 수 있습니다. 이 경우는 다음을 사용하여 설계 할 수 있습니다.
(헬름홀츠 방정식)


fo = 공진 주파수 (Hz) c = 음속 34.4 x cm / sec @ 24
a = 흡음 구멍 반경 (cm) d =지지 직경
h = 공동 높이 (cm)
t = 공동의 두께
k = 상수 = ~ 1.3

9. 정전 용량
트랜스 듀서에서 최대 음압 레벨을 얻으려면 오실레이터의 출력 임피던스를 트랜스 듀서 임피던스와 일치시켜야합니다. 실제 정전 용량은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

C = pF
D = 전극 직경 (cm)
t = 세라믹 두께 (cm)

10. 납땜 권장 사항
소자의 리드 와이어 납땜을위한 바람직한 위치는은 표면의 가장자리에 가장 가까운 지점이다. 금속판에 리드를 납땜하기위한 바람직한 위치는 판의 끝과 세라믹의 끝 사이의 영역이다.
다음은 납땜 조건입니다.




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