壓電陶瓷片是一種電子發(fā)音元件,以鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料制成。基于壓電效應(yīng)原理,當(dāng)在兩片電極上面接通交流音頻信號(hào)時(shí),壓電片會(huì)根據(jù)信號(hào)的大小頻率發(fā)生震動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)的聲音來(lái)。壓電陶瓷片由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉,被廣泛的應(yīng)用于電子電器方面如:玩具,發(fā)音電子表,電子儀器,電子鐘表,定時(shí)器等方面。壓電陶瓷片是一種電子發(fā)音元件,以鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料制成。基于壓電效應(yīng)原理,當(dāng)在兩片電極上面接通交流音頻信號(hào)時(shí),壓電片會(huì)根據(jù)信號(hào)的大小頻率發(fā)生震動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)的聲音來(lái)。換能器機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)方程式(簡(jiǎn)稱為機(jī)械振動(dòng)方程)是換能器處于工作狀態(tài)時(shí),描寫它的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的力和振速的關(guān)系式,而電路系統(tǒng)的狀態(tài)方程式(簡(jiǎn)稱電路狀態(tài)方程式)是描寫電路系統(tǒng)的振動(dòng)特性的。壓電陶瓷片由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉,被廣泛的應(yīng)用于電子電器方面如:玩具,發(fā)音電子表,電子儀器,電子鐘表,定時(shí)器等方面。

壓電陶瓷執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)電源主要有電壓控制型和電流/電荷控制型兩種[3],從實(shí)現(xiàn)方式上主要有線性和開(kāi)關(guān)式兩種[4]。電壓控制型壓電陶瓷執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)電源有以下幾種方式:
1)線性直流放大式電源直接采用高壓運(yùn)算放大器的方式具有靜態(tài)性能好、集成度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但由于高壓運(yùn)算放大器的輸出電流一般都小于200mA,
因此壓電陶瓷執(zhí)行器的動(dòng)態(tài)性能受到限制。
利用常規(guī)雙壓電晶片元件振動(dòng)器的彎曲振動(dòng),在頻率高于75kHz的情況下,是不可能達(dá)到此目的的。所以,在高頻率探測(cè)中,必須使用垂直厚度振動(dòng)模式的壓電陶瓷。在這種情況下,壓電陶瓷的聲阻抗與空氣的匹配就變得十分重要。壓電陶瓷的聲阻抗為2.6×107kg/m2s,而空氣的聲阻抗為4.3×102kg/m2s。5個(gè)冪的差異會(huì)導(dǎo)致在壓電陶瓷振動(dòng)輻射表面上的大量損失。一種特殊材料粘附在壓電陶瓷上,作為聲匹配層,可實(shí)現(xiàn)與空氣的聲阻抗相匹配。電子陶瓷分類電子陶瓷按功能和用途可以分為五類:絕緣裝置瓷、電容器瓷、鐵電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷和離子陶瓷。這種結(jié)構(gòu)可以使超聲波傳感器在高達(dá)數(shù)百kHz頻率的情況下,仍然能夠正常工作。
