피에조 회로:이에 대한 자세한 개요

매일 우리는 알려지지 않은 물리량을 측정해야 하는 다양한 상황에 직면합니다. 예를 들어, 온도 수준 또는 압력 수준. 그리고 이러한 미지의 양을 측정하려면 이러한 기능을 갖춘 장치가 필요합니다. 고맙게도 답이 있습니다. 피에조 회로만 있으면 됩니다. 압전 부저 또는 압전 센서와 같은 다양한 애플리케이션을 위한 다양한 유형의 압전 회로가 있습니다. 그러나 이 기사의 초점은 압전 변환기에 있습니다. 따라서이 기사에서는 압전 회로와 다양한 유형의 압전 회로에 대해 알아야 할 모든 것을 보여줍니다. 또한 변환 프로젝트를 위한 압전 변환기에 대해 자세히 알아보려면 이 문서도 참조하십시오.

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피에조 회로란

디지털 회로

먼저 압전이 무엇을 의미하는지 살펴보겠습니다. 간단히 말해서 압전은 기계적 압력으로 인해 생성된 전기로 압전 효과라고 합니다.

이제 압전 회로는 이 압전 효과를 사용하여 힘, 가속도, 온도, 압력 또는 변형의 변화에 ​​의해 생성된 에너지를 전하로 변환합니다.

변환기라는 용어는 한 형태의 에너지를 다른 형태로 변경할 수 있는 모든 것을 포함합니다. 따라서 압전 변환기는 변환기 유형 중 하나입니다.

하지만 그게 다가 아닙니다.

압전 변환기의 감도가 높습니다. 따라서 응답 주파수가 좋기 때문에 센서 역할을 하고 가속도계에서 작동할 수 있습니다.

압전 변환기는 어떻게 작동합니까?

초음파 변환기 아이콘

앞에서 언급했듯이 압전 변환기는 압전 원리에 따라 작동합니다. 또한 압전 재료(이 경우 석영)는 몸체를 덮고 있는 얇은 전도성 재료(은) 층이 있습니다.

석영 수정

또한, 석영 결정은 규칙적인 결정 시스템(SiO2)에 배치된 규소와 산소의 조합입니다.

또한 압전 결정은 전기적으로 중성이며 편향되지 않습니다(균일하거나 대칭이 아님).

이 결정과 함께 존재하는 원자는 순서가 맞지 않지만 적당한 전기적 부하를 가지고 있습니다. 즉, 양전하가 음전하를 상쇄합니다.

또한, 수정에는 하나의 고유한 기능이 있습니다. 표면에 압력이나 기계적 힘을 가할 때마다 전기 극성을 생성합니다.

피에조 회로에 대한 자세한 내용을 보려면 이 기사를 확인하세요.

압전 변환기 유형

다양한 유형의 압전 변환기가 있습니다. 또한 압전 수정 재료에 따라 이러한 유형의 압전 변환기를 분류할 수 있습니다.

세라믹 압전 변환기

음, 다양한 모양과 크기의 세라믹 압전 변환기를 만들 수 있습니다. 이러한 이유로 귀사는 항상 귀사 또는 귀사 고객의 특정 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 세라믹 압전 변환기의 주요 구성 요소는 대부분 티탄산 지르콘산 납의 구성으로 만들어집니다.

Rochelle-salt 압전 변환기

Rochelle 소금은 압전 트랜지스터에서 작동할 수 있는 또 다른 재료입니다. 다양한 압전 재료 중 Rochelle salt가 가장 높은 출력을 내는 재료입니다.

일부 단점은 습한 환경에서 이 소재를 사용할 수 없다는 점입니다. 또한 이 소재는 특정 온도(섭씨 240도) 이상에서 사용할 수 있습니다.

그러나 합성 수정은 천연 수정보다 전압 피크 출력 애플리케이션, 특히 감도에 더 효과적입니다.

작동 기반 압전 변환기

작동 주파수에 따라 압전 변환기를 메가 소닉, 음파 및 초음파 변환기로 나눌 수 있습니다. 이러한 각 분류에는 다른 디자인과 기능이 있습니다. 첫째, 2kHz보다 낮아야 하는 모든 가청 주파수 레벨에서 음파 변환기를 사용할 수 있습니다.

음파 변환기의 좋은 예는 버저 변환기입니다. 둘째, 초음파 변환기의 정상 작동 주파수는 20에서 200kHz 사이입니다. 마지막으로 메가 소닉 트랜스듀서는 MHz 주파수 수준에서 작동합니다.

초음파 변환기

피에조 회로의 예

다음은 다른 압전 회로의 몇 가지 예와 작동 방식입니다.

3V 전원의 시끄러운 비퍼

3V 전원이 공급되는 시끄러운 신호음 회로도

3V DC 전원을 사용하는 압전식 비퍼에서 큰 소리 강도를 얻기는 어렵습니다.

그러나 이 회로는 이러한 한계를 우회하여 강렬한 사운드를 효율적으로 생성합니다. 전압 부스트 섹터와 공진 피드백 네트워크를 결합하여 이를 수행합니다.

따라서 압전 웨이퍼가 받는 전압은 피크 대 피크 약 40볼트입니다. 최종 결과는 많은 전류를 소비하지 않고 큰 소리를 생성하는 회로입니다.

피에조 장치를 사용한 모션 알람

피에조 장치를 사용한 모션 알람

다음은 저렴하고 구축하기 쉬운 또 다른 압전 회로입니다. 이 회로의 결과는 모든 동작 알람에 대한 동작 감지 장치로 사용할 수 있는 압전 장치입니다.

클릭 사운드 생성기 압전 회로

클릭 사운드 생성기 피에조 회로

클릭 사운드 생성기 회로는 컴퓨터 시스템에서 버튼을 누를 때마다 가청 "딸깍" 또는 피드백을 생성합니다. 위의 두 회로 모두 논리 입력이 낮음에서 높음으로 전환될 때마다 이러한 클릭 사운드를 생성하는 기능이 있습니다.

피에조식 음향 발생기는 전력 소모가 적고 센서 수준의 표시를 제공합니다. 또한 초당 클릭 수를 제어할 수 있습니다.

압전 탭 스위치

압전 탭 스위치 회로

압전 웨이퍼를 사용하는 또 다른 압전 회로가 있습니다. 또한 이 웨이퍼를 플라스틱 상자 안에 고정하여 손가락 탭 센서 역할을 할 수 있습니다. 따라서 웨이퍼가 들어 있는 상자를 탭할 때마다 외부 장치의 전원(AC 또는 DC)을 켜고 끕니다.

또한 9v 배터리가 이 회로에 전원을 공급하고 단일 10A 접촉 정격 단일 코일 릴레이(5V)를 구동합니다. 이 릴레이를 사용하여 AC 또는 DC 전원 간에 전환합니다. 또한 회로를 대기 모드로 전환하면 최소 1ua 전류가 소모됩니다.

피에조 탭 스위치 회로용 플라스틱 상자

압전 변환기:다양한 유형의 작동 모드

압전 변환기에는 압전 재료를 슬라이스하는 방법에 따라 세 가지 주요 작동 모드가 있습니다. 여기에는 가로, 세로 및 전단 작동 모드가 포함됩니다.

가로 모드의 경우; 주축 'Y'에 압력을 가하고 하중을 생성할 수 있습니다. 그런 다음 압력선에서 90도 각도로 'X' 방향으로 이동합니다. 이때 전하는 압전 물질의 모양에 따라 달라집니다.

세로 모드의 경우 생성된 하중은 적용하는 힘에 따라 다릅니다. 가로 효과와 달리 세로 모드의 하중은 압전 재료의 모양이나 크기에 의존하지 않습니다.

마지막으로 전단 모드는 세로 효과와 유사합니다. 가하는 힘을 기반으로 부하를 생성하며 압전 부품의 기하학적 구조에도 의존하지 않습니다.

압전 변환기 애플리케이션

다음은 압전 변환기의 일부 응용 프로그램입니다.

• 자동차, 근접 및 레벨 센서

자동차 애플리케이션

• 동작 감지기 또는 물체 감지기와 같은 주거용 제품
• 장난감, 리모콘, 게임과 같은 일반 전자 기기에서

리모컨

• 자동차 애플리케이션에서 폭발을 계산하기 위해
• 자동문이 있는 공항 또는 레스토랑

압전 변환기의 장점과 한계

다음은 압전 변환기의 장점과 한계입니다.

장점

• 자체 생성 변환기입니다.
• 다양한 용도에 적합
• 회로에서 사용 및 취급이 간편함

제한 사항

• 온도와 같은 환경 조건에 민감함
• 정적 애플리케이션을 측정할 수 없음
• 압전 재료는 원하는 모양과 강도를 쉽게 얻을 수 없습니다.
• 몇몇 애플리케이션에서 가끔 낮은 출력 전압

요약

압전 회로는 다양한 응용 분야에서 작동하는 고유한 회로입니다. 압전 변환기는 다른 센서 장치에서 거의 찾을 수 없는 고유한 기능을 제공하는 이러한 회로 중 하나입니다.

압전 변환기에는 몇 가지 장점과 단점이 있지만 이는 애플리케이션에 따라 다릅니다. 마지막으로, 선택이나 구매를 하기 전에 압전 변환기의 성능을 면밀히 평가해야 합니다.

이제 이 기사의 끝 부분에 도달했습니다. 그러나 더 궁금한 사항이 있으시면 언제든지 문의해 주십시오. 여러분의 의견을 듣고 싶습니다.