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壓電陶瓷片的原理及特性簡述

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壓電陶瓷片是一種電子發音元件，以鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料制成。根據壓電效應原理，當在兩片電極上面接通交流音頻信號時，壓電片會根據信號的巨細頻率發生轟動而發生相應的聲音來。壓電陶瓷片因為結構簡略造價低廉，被廣泛的使用于電子電器方面如：玩具，發音電子表，電子儀器，電子鐘表，定時器等方面。　

壓電效應具有可逆性：若在壓電陶瓷片上施以音頻電壓，能發生機械振蕩，發出動靜；反之，壓電陶瓷片遭到機械振蕩(或壓力)時，片上發生一定數量的電荷Q，從電極上可輸出電壓信號。　　

現在比較常見的鍺鈦酸鉛壓電陶瓷片(PZT)，是用鋯、鈦、鉛的氧化物配制后燒結而成的。鑒于人耳對頻率約為3kHz的音響較敏感，所以通常將壓電陶瓷片的諧振頻率f0設計在3kHz左右。考慮到在低頻下工作，僅用一片壓電陶瓷片難以滿足頻率要求，—般采用雙膜片結構。它是把直徑為d的壓電陶瓷片與直徑為D的金屬振蕩片復合而成的。D一般為15~40mm，復合振蕩片的總厚度為h。　　

當壓電材料—定時，諧振頻率與h成正比，與(D/2)2成反比。諧振頻率fo與復合振蕩片的直徑D呈指數聯系，如圖2(a)所示。明顯D愈大，低頻特性愈好。壓電陶瓷片作傳聲器使用時，工作頻率約為300Hz~5kHz。壓電陶瓷片的阻抗Z取決于d/D之比，由圖2(b)可見，阻抗隨d/D比值的增大而降低。

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