Comment vérifier un élément piézoélectrique ?
La piézoélectricité a été découverte pour la première fois en 1880 par Jacques et Pierre Curie. En expérimentant avec une variété de cristaux, ils ont découvert qu'appliquer une pression mécanique à un élément piézoélectrique spécifique comme le quartz libérait une charge électrique. Ce n'est qu'au cours de la Première Guerre mondiale que l'élément piézoélectrique a été utilisé pour des applications pratiques dans le sonar. Aujourd'hui, l'élément piézoélectrique est utilisé partout, par exemple lorsque vous demandez à Google des directions vers un nouveau restaurant, l'élément piézoélectrique est utilisé dans le microphone. Cependant, si l'élément piézoélectrique ne produit pas de son, comment pouvons-nous vérifier si l'élément piézoélectrique est bon ou non ?
2023-04-04
La piézoélectricité a été découverte pour la première fois en 1880 par Jacques et Pierre Curie. En expérimentant avec une variété de cristaux, ils ont découvert qu'appliquer une pression mécanique à un élément piézoélectrique spécifique comme le quartz libérait une charge électrique. Ce n'est qu'à partir de la Première Guerre mondiale que l'élément piézoélectrique a été utilisé pour des applications pratiques dans le sonar. Aujourd'hui, l'élément piézoélectrique est utilisé partout, par exemple lorsque l'on demande à Google des directions vers un nouveau restaurant, l'élément piézoélectrique est utilisé dans le microphone. Cependant, si l'élément piézo ne produit pas de son, comment pouvons-nous vérifier si l'élément piézo est bon ou non ?
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Quels sont les types de matériaux utilisés dans les éléments piézoélectriques ?
Quel est le principe de fonctionnement des éléments piézoélectriques ?
Comment vérifier un élément piézoélectrique ?
Quels sont les types de matériaux utilisés dans les éléments piézoélectriques ?
1. Les matériaux piézoélectriques inorganiques sont divisés en cristaux piézoélectriques et céramiques piézoélectriques. Les cristaux piézoélectriques font généralement référence à des monocristaux piézoélectriques, tandis que les céramiques piézoélectriques font généralement référence à des polycristaux piézoélectriques. Les céramiques piézoélectriques sont des polycristaux formés par le mélange et le frittage des ingrédients nécessaires avec des matières premières à haute température, et les grains de cristal fins obtenus par la réaction de phase solide entre les particules de poudre et le processus de frittage sont assemblés de manière aléatoire.
2. Les matériaux piézoélectriques organiques, également connus sous le nom de polymères piézoélectriques, tels que le PVDF et d'autres matériaux de film piézoélectrique organique. Ce type de matériau présente des avantages tels que la flexibilité, la faible densité, la faible impédance et une constante de tension élevée, ce qui se développe rapidement. Il a été appliqué dans la mesure ultrasonore de la profondeur de l'eau, la détection de pression et l'allumage et la détonation.
3. Les matériaux piézoélectriques composites, qui sont formés en intégrant des feuilles, des tiges ou des matériaux piézoélectriques en poudre dans un matériau de base polymère organique. Ils sont largement utilisés dans l'acoustique sous-marine, l'électroacoustique, l'ultrason, la médecine et d'autres domaines.
Quel est le principe de fonctionnement des éléments piézoélectriques ?
Bien que nous ayons des matériaux spécifiques adaptés aux éléments piézoélectriques, comment cela fonctionne-t-il précisément ? Les éléments piézoélectriques fonctionnent avec l'effet piézoélectrique, dont la caractéristique la plus unique est qu'il peut fonctionner de deux manières. Vous pouvez appliquer de l'énergie mécanique ou de l'énergie électrique au même matériau piézoélectrique et obtenir le résultat opposé.
Appliquer de l'énergie mécanique à l'élément piézoélectrique est appelé l'effet piézoélectrique direct. L'élément piézoélectrique est placé entre deux plaques métalliques. À ce stade, le matériau est en parfait équilibre et ne conduit pas le courant. Ensuite, une pression mécanique est appliquée à l'élément piézoélectrique à travers la plaque métallique, ce qui force la charge dans l'élément piézoélectrique à perdre son équilibre. Des charges négatives et positives excessives apparaissent sur les côtés opposés de la surface de l'élément piézoélectrique. La plaque métallique collecte ces charges, qui peuvent être utilisées pour générer une tension et envoyer un courant à travers le circuit.
Vous pouvez également effectuer l'opération inverse et appliquer le signal électrique à l'élément piézoélectrique en tant qu'effet piézoélectrique inverse. Dans la même situation que l'exemple ci-dessus, nous avons placé un élément piézoélectrique entre deux plaques métalliques. La structure de l'élément piézoélectrique est parfaitement équilibrée. Ensuite, de l'énergie électrique est appliquée à l'élément piézoélectrique, ce qui provoque le rétrécissement et l'expansion de la structure de l'élément piézoélectrique. À mesure que la structure de l'élément piézoélectrique s'étend et se contracte, elle convertit l'énergie électrique reçue et libère de l'énergie mécanique sous forme d'ondes sonores. L'effet piézoélectrique inverse peut être utilisé dans une variété d'applications. Prenons un haut-parleur comme exemple. Le haut-parleur applique une tension à un élément piézoélectrique pour faire vibrer le matériau dans l'air sous forme d'ondes sonores.
Comment vérifier un élément piézoélectrique ?
Réglez l'interrupteur de plage du multimètre sur la tension continue de 2,5 V, pincez doucement les deux côtés de l'élément piézoélectrique avec le pouce et l'index de la main gauche, tenez le fil de test du multimètre dans la main droite, connectez la sonde rouge à la feuille métallique et placez la sonde noire horizontalement sur la surface de l'élément piézoélectrique.
Ensuite, la main gauche appuie un peu plus fort puis relâche à nouveau, de sorte que deux signaux de tension avec des polarités opposées soient générés sur l'élément piézoélectrique, de sorte que l'aiguille du multimètre oscille d'abord vers la droite, puis revient à zéro, puis oscille vers la gauche avec une amplitude d'oscillation d'environ 0,1 à 0,15 V. Plus l'oscillation est grande, plus la sensibilité est élevée. Si l'aiguille du multimètre reste immobile, cela signifie que l'élément piézoélectrique a une fuite électrique ou est endommagé. Cependant, rappelez-vous de ne pas pincer l'élément piézoélectrique avec des mains mouillées. Le multimètre ne doit pas être bloqué avec une tension alternative pendant le test, sinon l'aiguille ne pourra pas être observée en train d'osciller, et il est préférable d'utiliser le bloc R×10k avant le test, et la résistance d'isolation doit être infinie.
L'autre méthode consiste à utiliser le bloc R×10k pour mesurer la résistance bipolaire, qui devrait être infinie lorsqu'elle est normale, puis taper légèrement sur l'élément piézoélectrique, avec l'aiguille oscillant légèrement.
Apprendre quelque chose sur les éléments piézoélectriques peut vous aider à connaître les matériaux qui peuvent être utilisés dans les éléments piézoélectriques et comment vérifier les éléments piézoélectriques. Si vous souhaitez acheter des éléments piézoélectriques de haute qualité à un prix raisonnable, la société Kailitech peut vous fournir les meilleurs produits, ainsi que d'autres buzzers piézo.
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