压电陶瓷的压电效应和质量检测

压电陶瓷片是一种能够逆向换能的电声器件，它既可用作发声器（“电一声”转换），又能用作声音检拾器（“声一电”转换），还可作为力敏传感器等，其特点是结构简单、超薄型（一般厚度小于1mm）、功耗低、灵敏度高、可逆向转换信号、耐高压即使两端施加100V电压也安然无恙、不易损坏、价格便宜、使用方便。

压电陶瓷片是用一种叫做锆（gao）钛酸铅或铌(ni)镁酸铅的特殊人工合成陶瓷材料制造的。常见的压电陶瓷片大多做成很薄的圆片，它的一面烧结在具有良好弹性的圆形薄黄铜（或不锈钢）基片上，另一面镀上一层薄银。金属基片和镀银层即为压电陶瓷片的两个电极。压电陶瓷片的基本特性是具有“压电效应”，即：压电陶瓷片在受到来自垂直方向的外来压力时，随着片子的弯曲变形（几何形状发生改变），在其两电极面会产生电压，并且电压大小与压力变化成正比。利用这个特性，可以将压电陶瓷片作为压力变化（或振动波）传感器，通过电子电路对某处受力情况的瞬时改变进行监控等，这在实践中是很有用的。相反，如果在压电陶瓷片的两个电极面加上直流电压时，片子就会产生相应的机械变形（即“逆压电效应”）。改变所加电压的极性和大小，片子形变的方向和强度也随之改变。

可想而知，如果加在压电陶瓷片上的是交变或脉冲电压，片子就会随之产生振动。当外加电压频率与陶瓷片固有的谐振频率相同时，所产生的振动最为强烈。常见的压电陶瓷片谐振频率为2.2 - 20kHz，在电路中常将它们作为“电一声”换能元件，用于对发音质量要求不是很高的电路中，人们喜爱的音乐贺卡就是用压电陶瓷片发声的。某些谐振频率较高的压电陶瓷片，还可用作超声波换能器等。

压电陶瓷片结构简单，换能效率高，占用空间小，安装使用都很方便。，由于构成压电陶瓷片的陶瓷材料直流电阻非常大，可视为绝缘体，这样陶瓷片两面的银层和金属片无形中便构成了电容器的两个极板，并且面积越大，电容量也越大。所以，压电陶瓷片呈电容特性，其电容量为4000pF ~ 0.05pF。常用压电陶瓷片的外形几乎全部是圆薄片形状，其金属基片材料主要有弹性良好的黄铜片和不锈钢片两种，金属基片直径有Φ12mm、Φ16mm、Φ20mm、Φ27mm、Φ30mm、Φ35mm、Φ41mm、Φ50mm、Φ56mm……多种。大多数压电陶瓷片只有两个电极（即镀银面和金属基片），但某些压电陶瓷片的镀银面被分割成一大一小两部分，形成主电极和副电极（也称反馈极），加上金属基片电极，就成为三电极压电陶瓷片（也称“三端压电陶瓷片”）。这种特殊的三电极压电陶瓷片，是专门配合具有反馈接线的振荡器电路设计生产的，在成品压电陶瓷蜂鸣器中得到广泛应用。

普通指针式万用表鉴别蜂鸣器压电陶瓷片的质量。压电陶瓷片的好坏可用万用表进行检查，具体方法如下。1、连接表笔。从压电陶瓷片的两极引出两根引线，并将其平放大桌子上，将两根引线与万用表两根表笔分别连接好（万用表置于最小电流挡）。用铅笔的橡皮头轻轻压在陶瓷片上，此时万用表指针若有明显摆动，则说明压电陶瓷片是好的。对动圈式扬声器的测量，主要是检测其正、负极性及线圈阻抗。2、将万用表置于0.5 mA挡，两表笔分别接在待测扬声器的两只焊片上，用手指轻按扬声器的纸盆，使纸盆连接的线圈在磁钢中作切割磁力线运动，这时会有感生电流产生，可从万用表上观察到指针偏转的方向。若指针按顺时针方向偏转，则黑表棒所接的一端为正极，反之则为负极。