压电陶瓷谐振频率测量(压电陶瓷谐振频率测量原

1. 压电陶瓷谐振频率测量

判断超声波振子的好坏，可以从一下几点进行：

1、安装超声波振子时

在安装超声波振子时晶片出现裂缝；

压电陶瓷本身问题，如内部分层；

变幅杆、模具的设计装配出现问题；

同心度差造成的应力杆周围零件相碰。

2、性能参数

1、机械谐振频率

2、动态电阻，压电振子串联支路的电阻，在相同的支撑条件下越小越好。对于清洗或焊接振子来说，一般在5Ω-20Ω之间。如果太大的话，振子或振动系统工作会有问

题，如电路不匹配或转换效率低、振子寿命短。

3、机械品质因素，以电导曲线法确定，Qm＝Fs /(F2－F1)，Qm越高越好，因为Qm越高，振子的效率越高；但Qm必须与电源匹配，Qm值太高时，电源无法匹配。对于清洗振

子来说，Qm值越高越好，一般来说，清洗振子的Qm要达到500-1000之间，太低的话，振子效率低，太高的话，电源无法匹配。对于超声焊接或加工来说，振子本身的Qm值

一般在50-1000左右，整机系统在1500-3000，太低的话，振动效率低，但是也不能太高，因为Qm越高，工作带宽越窄，电源难以匹配，即：电源难以工作在谐振频率点，

设备无法工作。

4、自由电容，压电器件在1kHz频率下的电容值，此值和数字电容表测得的值是一致的。这个值减掉动态电容C1就可以得到真正的静电容C0，C0＝CT－C1。使用时要以电感

对C0进行平衡。在清洗机或超声加工机器的电路设计中，正确地平衡C0可以提高电源的功率因素，使用电感平衡有两种方法，并联调谐和串联调谐。

5、反谐振频率，压电振子并联支路的谐振频率，在这个频率下，压电振子的阻抗Zmax大，如果反谐振阻抗Zmax很低，则振子有问题。

2. 压电陶瓷谐振频率测量原理

压电喇叭由压电蜂鸣片发声，压电蜂鸣片由压电陶瓷制成，需要在压电蜂鸣片的两面镀上电极用于通电，给压电蜂鸣片施加交流的驱动信号后，因为压电效应，压电蜂鸣片会产生机械变形的伸展和收缩，可以推动和压电陶瓷片贴在一起的金属片振动发出声音。

压电式蜂鸣器发声需要压电蜂鸣片来回振动，所以需要用方波信号驱动，驱动压电式蜂鸣器需要较高的驱动电压以获取较大的声音。

3. 测量压电陶瓷的共振频率

爆震数据0.49左右正常。

爆震传感器安装在发动机气缸体的中间。例如，四缸发动机安装在气缸2和3之间，或者一个安装在气缸1和2之间，一个安装在气缸3和4之间。它用于测量发动机抖动，并在发动机爆震时调整点火提前角。通常是压电陶瓷。当发动机振动时，里面的陶瓷被挤压产生电信号。因为这个电信号很弱，所以普通爆震传感器的连接线都是用屏蔽线包裹的。爆震传感器是交流信号发生器，但与汽车的大多数其他交流信号发生器有很大不同。除了像磁电曲轴和凸轮轴位置传感器一样检测旋转轴的速度和位置之外，它们还检测振动或机械压力。与定子和磁阻器不同，它们通常是压电器件。它们由特殊材料制成，可以感应机械压力或振动(例如，当发动机开始爆震时，它可以产生交流电压)。

4. 压电陶瓷振幅

当晶片外加一个变化电场时，晶体会产生机械形变；当极板间施加机械力，晶体内会产生交变电场，这种现象称为压电效应。

利用压电效应，当极板外加交变电压时，产生机械形变；机械形变反过来产生交变电场。机械形变振幅较小，晶体振动的频率比较稳定。当外加交变电压的频率和晶体的固有频率相等时，机械振动的振幅急剧增加。

5. 压电陶瓷的谐振频率

反谐振频率是指当处于谐振状态时，电容和电感之间进行周期性的能量交换，以至流经信号层的电流非常小，信号层表现为高阻抗状态，这种现象就是反谐振频率。

实际中，尺寸小的电容器的电容值和电感值较小，所以其谐振频率较高，经常被用在高频去耦电路中。

尺寸较大的电容器其容值也较大，能够提供比较大的电流，但其谐振频率很低，只能用做低频去耦。

把多个小电容并联使用可以大大降低ESR和ESL，增大容值，从而得到比较高的谐振频率。

不同值的电容并联情况比较复杂，因为每个电容的谐振频率不同，当工作频率处于最低谐振频率和最高谐振频率之间时，一些电容表现为容性。

另外一些表现为感性，形成了一个LC并联谐振电路。

6. 如何测定压电陶瓷换能器的谐振频率

用专用工具更换，检查压电陶瓷片,选取外观良好,基片以及镀银涂层都没有氧化的压电陶瓷片备用。

压电陶瓷片加锡,先对压电陶瓷片铜/钢基片加锡,由于铜/钢基片散热快,锡不能加多,只是焊接时间延长,一般要在2.5秒以上的时间才能让锡点可靠的附着在铜/钢基片上。 再对镀银涂层加锡,要求锡焊点小,加锡时间小于1.5秒。

7. 压电陶瓷的振动频率

压电陶瓷的优点是:

1.具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。

2.压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一。别小看这微小的变化，基于这个原理制做的精确控制机构－－压电驱动器，对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。

3.频率稳定性好，精度高及适用频率范围宽，而且体积小、不吸潮、寿命长。特别是在多路通信设备中能提高抗干扰性，使以往的电磁设备无法望其项背而面临着被替代的命运。

压电陶瓷的缺点主要是:

原料还包括铅等有毒物质。因此，无铅压电陶瓷和低温压电陶瓷将是发展的方向。

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