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壓電陶瓷片的原理及特性

壓電效應(yīng)具有可逆性:若在壓電陶瓷片上施以音頻電壓,就能產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),發(fā)出聲響;反之,壓電陶瓷片受到機(jī)械振動(dòng)(或壓力)時(shí),片上就產(chǎn)生一定數(shù)量的電荷Q,從電極上可輸出電壓信號(hào)。 

目前比較常見的鍺鈦酸鉛壓電陶瓷片(PZT),是用鋯、鈦、鉛的氧化物配制后燒結(jié)而成的。鑒于人耳對頻率約為3kHz的音響最敏感,所以通常將壓電陶瓷片的諧振頻率f0設(shè)計(jì)在3kHz左右??紤]到在低頻下工作,僅用一片壓電陶瓷片難以滿足頻率要求,—般采用雙膜片結(jié)構(gòu)。它是把直徑為d的壓電陶瓷片與直徑為D的金屬振動(dòng)片復(fù)合而成的。D一般為15~40mm,復(fù)合振動(dòng)片的總厚度為h。 

當(dāng)壓電材料—定時(shí),諧振頻率與h成正比,與(D/2)2成反比。諧振頻率fo與復(fù)合振動(dòng)片的直徑D呈指數(shù)關(guān)系。顯然D愈大,低頻特性愈好。壓電陶瓷片作傳聲器使用時(shí),工作頻率約為300Hz~5kHz。壓電陶瓷片的阻抗Z取決于d/D之比,阻抗隨d/D比值的增大而降低。

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