压电换能器电路

特殊的晶体比如钛酸钡，石英和钽酸锂等，在特殊条件下施加压力后能产生电能。它们也能将施加的电信号转换为振动。因此它们在许多应用中常被用作换能器。它们也被称为压电材料。因此，一个压电换能器在被施加压力后能产生电压，反之也成立。首先，让我们来看看压电换能器的应用。压电效应1.机械应力分析仪最常见的应用就是用于建筑支柱上的应力分析仪，晶体上的压力与测得的电压成比例，因此可以计算出对应的应力。2.打火机气体打火机同样遵循压电效应，瞬间按下的开关会产生电脉冲。压电效应是指某些材料在受到外部应力时电极化会发生改变。逆压电效应1.石英手表在我们的手表内，都有着如振荡器一般工作的石英谐振器。其组成元素为二氧化硅。施加在晶体间的电信号会使其产生周期振动，也就一并控制着其中齿轮的转动。2.压电式蜂鸣器蜂鸣器常用于倒车提示，电脑等应用中。在这些应用中，于晶体上施加一定强度和频率的电压会使它们产生振动。该振动可以绕到一处开孔较小的空间内，从而造成可以听见的声响。逆压电效应是指某些特定材料处于电场下生成的应力和形变。压电换能器

压电换能片上图是一个便宜的三引脚压电换能器，运用于以下12V的压电蜂鸣器中。其黑色封装就是它用来产生声音的结构。

压电蜂鸣器

压电蜂鸣器的内部电路运用压电换能器将力转换为电能我们可以用压电换能片来试验一下，看看压电效应是如何将力转换为一个微小电压信号的。我们来尝试存储力或者压力而产生的能量。焊接引脚：将导线焊接至压电换能器上是它们的主要用法之一。但要注意不要过热了，因为哪怕温度不高的情况下加热几秒都有可能融化其表面。就该试验而言，我们只需要正负两个引脚即可。运作原理：重复施力按在压电换能器上时，它会产生一段非连续或是交替的输出。因为它必须被整流后才能成为可以使用的直流电，才能实现存储。而为了高于80%的整流效率，我们打算使用全波真牛器。我们可以自行使用4个二极管的整流桥配置，也可以直接使用RB156这种内置整流桥的元件。此处的计划是将压电换能器传来的交替输出转换为直流，并存储在输出电容内。存储能量通过可控输出用LED来消耗，因此存储能量的消耗是可以看见的。压电换能器电路原理图以下使我们压电换能器电路的原理图，触摸开关闭合后存储在电容里的能量会经由LED来消耗。

如果想要存储更多能量的话需要提高输出电容的容值，与此同时压电换能器的数量也需要增加。这里使用的是一个47uF的电容。实际测试我们使用两片压电换能器从而在短期存储更多的能量。持续轻拍换能器来产生能量。

一旦达到所需电平后，我们按下触摸开关可以看到LED会亮起一段时间。