每天，我們都會遇到不同的情況，需要我們測量未知的物理量。例如，溫度水平或壓力水平。而且，要測量這些未知量，您將需要具有此類功能的設備。謝天謝地，我們有了答案。您只需要一個壓電電路。對于各種應用，有不同類型的壓電電路，例如壓電蜂鳴器或壓電傳感器。然而，本文的重點是壓電換能器。因此，在本文中，我們將向您展示您需要了解的有關壓電電路和不同類型壓電電路的所有信息。此外，如果您想了解有關轉換項目的壓電換能器的更多信息，本文也適合您。

你準備好了嗎？讓我們開始！

什么是壓電電路

數字電路

首先，讓我們看看壓電是什么意思。簡單地說，壓電是由機械壓力產生的電，產生我們所知道的壓電效應。 

現在，壓電電路利用這種壓電效應將力、加速度、溫度、壓力或應變變化產生的能量轉換為電荷。

術語“換能器”包含可以將一種形式的能量轉變為另一種形式的一切事物。因此，壓電換能器是換能器的一種。 

但這還不是全部。

壓電換能器的靈敏度高。因此，由于其良好的響應頻率，它可以用作傳感器并在加速度計中工作。

壓電換能器如何工作？

超聲換能器圖標

如前所述，壓電換能器基于壓電原理工作。此外，壓電材料（在這種情況下為石英）具有覆蓋其主體的導電材料（銀）薄層。 

石英晶體

此外，石英晶體是置于有序晶體系統 (SiO2) 中的硅和氧的組合。 

更重要的是，壓電晶體是電中性和無偏的（不均勻和對稱）。

雖然與這些晶體一起存在的原子沒有順序，但它具有中等的電負載。換句話說，正電荷抵消負電荷。 

此外，石英晶體還有一個獨特的功能。每當您在表面上對其施加壓力或機械力時，它就會產生電極性。 

如果您想獲得更多關于壓電電路的信息，您可以查看這篇文章。

壓電傳感器類型

存在各種類型的壓電換能器。此外，您可以根據壓電晶體材料對這些類型的壓電換能器進行分類。 

陶瓷壓電換能器

那么，您可以創建不同形狀和尺寸的陶瓷壓電換能器。因此，您始終可以滿足您或您客戶的特定要求。陶瓷壓電換能器的主要成分主要是由鋯鈦酸鉛組成。

羅謝爾鹽壓電換能器

羅謝爾鹽是另一種可用于壓電晶體管的材料。在所有不同的壓電材料中，羅謝爾鹽是輸出最高的材料。

一些缺點包括無法在潮濕環境中使用這種材料。此外，您可以在特定溫度（240 攝氏度）以上使用這種材料。

然而，合成晶體比天然晶體更適用于電壓峰值輸出應用，尤其是在靈敏度方面。

基于操作的壓電換能器

您可以根據工作頻率將壓電換能器分為兆聲波、聲波和超聲波換能器。這些分類中的每一個都有不同的設計和功能。首先，您可以在任何可聽頻率級別使用聲波換能器，該級別應低于 2 kHz。 

聲波換能器的好例子是蜂鳴器換能器。其次，超聲波換能器的正常工作頻率在20～200kHz之間。最后，兆聲換能器在 MHz 頻率級別工作。

超聲波換能器

壓電電路示例 

以下是其他壓電電路及其工作原理的一些示例：

3V 有源蜂鳴器

3V 有源蜂鳴器電路圖

資料來源：維基共享資源

使用 3V DC 電源的壓電式蜂鳴器很難獲得響亮的聲音強度。 

然而，該電路繞過了這些限制并有效地產生了強烈的聲音。它通過將升壓扇區與諧振反饋網絡相結合來實現這一點。 

因此，壓電晶片接收的電壓峰峰值約為 40 伏。最終的結果是一個可以在不消耗大量電流的情況下產生響亮聲音的電路。

使用壓電裝置的運動警報

使用壓電裝置的運動警報

資料來源：維基共享資源

這是另一個價格合理且易于構建的壓電電路。該電路的結果是一種壓電設備，您可以將其用作任何運動警報的運動感應設備。

點擊聲音發生器壓電電路

點擊聲音發生器壓電電路

資料來源：維基共享資源

每當您按下計算機系統上的按鈕時，咔嗒聲發生器電路就會產生可聽見的“咔嗒”聲或反饋。上述兩個電路具有功能，以產生每一個從低他們的邏輯輸入切換到高時這些點擊聲音。

壓電式發聲器功耗低，可提供傳感器級別的指示。此外，您可以控制每秒獲得的點擊次數。

壓電分接開關 

壓電分接開關電路

資料來源：維基共享資源

這是另一個使用壓電晶片的壓電電路。此外，您可以將此晶片固定在塑料盒內，使其充當手指敲擊傳感器。因此，每當您輕敲裝有晶圓的盒子時，它就會打開/關閉外部設備的電源（交流或直流）。 

此外，一個 9v 電池為該電路供電并驅動單個 10 Amp 觸點額定值單線圈繼電器(5V)。使用此繼電器，您可以在交流或直流電源之間切換。此外，當您將電路置于待機模式時，它消耗的電流最小為 1ua。

壓電式抽頭開關電路塑料盒

資料來源：維基共享資源

壓電傳感器：不同類型的工作模式

壓電換能器具有三種主要操作模式，具體取決于您如何對壓電材料進行切片。它們包括橫向、縱向和剪切操作模式。

對于橫模；您可以對主軸“Y”施加壓力并產生負載。然后，與壓力線成 90 度角向“X”方向移動。此時，電荷將取決于壓電材料的形狀。

對于縱向模式，產生的載荷取決于您施加的力。與橫向效應相反，縱向模式中的負載不取決于壓電材料的形狀或尺寸。

最后，剪切模式類似于縱向效應。它根據您施加的力產生負載，也不依賴于壓電元件的幾何形狀。

壓電傳感器應用

以下是壓電換能器的一些應用：

• 在汽車、接近度和液位傳感器中

汽車應用 

• 在住宅產品中，例如運動探測器或物體探測器

• 在玩具、遙控器和游戲等普通電子設備中

遙控器 

• 計算汽車應用中的爆炸

• 在有自動門的機場或餐廳

壓電換能器的優點和局限性

以下是壓電換能器的一些優點和局限性

好處

• 它們是自發電換能器

• 適合各種應用

• 易于在電路中使用和處理

限制

• 易受溫度等環境條件的影響

• 無法測量靜態應用

• 您無法輕松獲得壓電材料所需的形狀和強度

• 在少數應用中偶爾會出現低輸出電壓

總之

壓電電路是適用于各種應用的獨特電路。壓電換能器是這些電路中的一種，可為您提供在其他傳感器設備中幾乎找不到的獨特功能。

壓電換能器有幾個優點和缺點——但這取決于您的應用。最后，在做出選擇或購買之前，一定要仔細評估壓電換能器的性能。

我們現在到了這篇文章的結尾。但是，如果您有更多問題，請隨時與我們聯系。我們很樂意聽取您的意見。