某些晶体,例如钛酸钡,石英,钽酸锂等,具有在特定布置下向其施加力或压力时产生电力的特性。而且,它们可以通过将施加在它们两端的电信号转换成振动来反向工作。因此,它们在许多应用中用作换能器。它们被称为压电材料。因此,压电传感器在对其施加力时会产生电压,反之亦然。首先,让我们看一下压电传感器的一些应用,然后再定义。
压电效应:
1.机械应力分析仪:
主要的应用是建筑物中柱子的应力分析仪,其中可以测量因晶体应力产生的比例电压,并可以计算出相应的应力。
2.打火机:
气体燃烧器打火机和香烟打火机也遵循相同的压电效应规则,即在触发器突然撞击其内部材料而产生的力作用下产生电脉冲。
压电效应 定义为某些材料在受到机械应力时产生的极化变化。
逆压电效应:
1.石英表:
在我们的手表内,有一个石英振荡器作为振荡器。元素是二氧化硅。晶体上施加的电信号使其周期性振动,从而调节了手表内部的齿轮。
2.压电蜂鸣器:
蜂鸣器广泛用于许多应用中,例如汽车倒车指示器,计算机等。在这种情况下,在上述晶体上施加一定幅度和频率的电压时,它们会振动。可以将振动转移到带有小开口的封闭空间中,使其产生可听见的声音。
压电反作用 定义为某些材料在受到电场作用时产生的应变或变形。
压电传感器:
上面是用于12V压电蜂鸣器的便宜的三端压电换能器,它通过以下电路布置产生声音。黑色的外壳成为产生声音的结构。
使用压电传感器将力转换为电:
让我们尝试通过使用压电换能器盘将力转换成小的电压信号来实验压电效应。然后让我们尝试存储通过力或压力产生的能量。
焊接端子:
将导线焊接到压电换能器是使用它们的主要部分。请注意不要使表面过热,因为即使在低温下熔化几秒钟,表面也会融化。因此,尝试使烙铁中的铅熔化并将熔化的焊料滴落到表面上。对于此操作,正极和负极端子就足够了,可以在上图中看到。
操作方式:
压电换能器在其上反复施加敲击力时会产生不连续或交替的输出。因此,必须对其进行纠正以使其可存储或可用的DC。因此,为了使整流效率达到80%或更高,我们将使用全波整流器。我们既可以将四个二极管组合使用为桥式配置,也可以使用带有内置桥式二极管的封装,例如RB156。这是构建带滤波器的全波整流器的参考。
因此,此处应用相同的概念,其中将压电换能器的交流输出转换为DC并存储在输出电容器中。然后,所存储的能量通过具有受控输出的LED消散。因此,存储能量的耗散将是可见的。
压电换能器电路图:
以下是压电换能器电路的示意图,其中只有当触觉开关闭合时,才会消耗掉存储在电容器中的能量。
输出中使用的电容器可以进一步增加以增加存储容量,但是压电换能器的数量也必须增加。因此,这里是47uF。
加工:
如上面的模拟所解释的,连接是在面包板上进行的。但是,使用两个压电换能器的原因是为了增加在短时间间隔内产生的能量。最初,我们对换能器进行连续攻丝。
达到所需的电压水平后,我们按下触觉开关,LED会发光一会儿。
LED闪烁的原因如下:所用的47uF电容器只能存储那么多的能量来使LED闪烁几秒钟。可以通过增加换能器的数量和电容器的值来增加产生和存储的能量。以下视频分步演示了上述完成的过程。