EN 
English
Deutsch
中文简体
پیزو زنگ بلورهای پیزوالکتریک و اجزای سرامیکی به دلیل خواص پیزوالکتریک ذاتی خود به سیگنال های الکتریکی بسیار حساس هستند. حساسیت از توانایی ذاتی این مواد برای ایجاد تغییر شکل مکانیکی در پاسخ به تغییرات ولتاژ الکتریکی ناشی می‌شود و بالعکس. عوامل متعددی در ایجاد این حساسیت نقش دارند:
1. اثر پیزوالکتریک: اثر پیزوالکتریک پدیده‌ای است که در آن مواد خاصی مانند کریستال‌های کوارتز، تیتانات زیرکونات سرب (PZT) و سایر سرامیک‌های پیزوالکتریک، هنگامی که در معرض میدان الکتریکی قرار می‌گیرند، تغییر شکل یا تغییر شکل مکانیکی نشان می‌دهند. برعکس، آنها همچنین در صورت تغییر شکل مکانیکی بار الکتریکی تولید می کنند.
2. ساختار شبکه: حساسیت بالای مواد پیزوالکتریک ریشه در ساختار شبکه کریستالی آنها دارد. این مواد دارای آرایش نامتقارن بارهای مثبت و منفی در ساختار کریستالی خود هستند. هنگامی که یک میدان الکتریکی اعمال می شود، باعث ایجاد تنش در ماده می شود و باعث واکنش مکانیکی می شود.
3. تراز دوقطبی: مواد پیزوالکتریک از دوقطبی های الکتریکی (جفت بارهای مثبت و منفی) تشکیل شده اند که به طور طبیعی در حالت بدون کرنش در یک راستا قرار دارند. هنگامی که یک میدان الکتریکی اعمال می شود، تراز دوقطبی را مختل می کند و باعث تغییر شکل مواد می شود.
4. اثر الکتریکی: علاوه بر اثر پیزوالکتریک اولیه، مواد پیزوالکتریک اثر الکتریکی را نیز از خود نشان می دهند. این اثر مسئول تغییر شکل ثانویه است که زمانی رخ می دهد که دوقطبی ها به ولتاژ اعمال شده پاسخ می دهند. حساسیت مواد را بیشتر می کند.
5. اثرات پیزوالکتریک مستقیم و معکوس: اثر پیزوالکتریک مستقیم به تولید بار الکتریکی در پاسخ به تغییر شکل مکانیکی اشاره دارد، در حالی که اثر پیزوالکتریک معکوس به تولید تغییر شکل مکانیکی در پاسخ به میدان الکتریکی اعمال شده اشاره دارد. هر دو اثر برای حساسیت مواد پیزوالکتریک اساسی هستند.
6. تبدیل موثر: کریستال های پیزوالکتریک و سرامیک ها در تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت مکانیکی بسیار کارآمد هستند. حتی سیگنال‌های الکتریکی نسبتاً کم ولتاژ می‌توانند تغییر شکل مکانیکی قابل‌توجهی را ایجاد کنند و در نتیجه لرزش و تولید صدا ایجاد کنند.
7. پاسخ آنی: پاسخ مواد پیزوالکتریک به سیگنال های الکتریکی عملاً آنی است. هنگامی که ولتاژ اعمال می شود یا حذف می شود، ماده بلافاصله تغییر شکل می دهد و امکان انتقال سریع سیگنال را فراهم می کند.
8. تبدیل دقیق سیگنال: مواد پیزوالکتریک تبدیل سیگنال دقیقی را ارائه می‌کنند و برای کاربردهایی که نیاز به دقت دارند، مانند حسگرها و دستگاه‌های صوتی مناسب هستند.
9. کرنش وابسته به ولتاژ: بزرگی تغییر شکل مکانیکی با بزرگی ولتاژ اعمال شده نسبت مستقیم دارد. این رابطه خطی امکان کنترل دقیق بر میزان تغییر شکل و تولید صدا را فراهم می کند.
حساسیت ذاتی مواد پیزوالکتریک به سیگنال‌های الکتریکی، آنها را در کاربردهای مختلف از جمله پیزو زنگ‌ها، سنسورهای اولتراسونیک، میکروفون‌ها، محرک‌ها و غیره ارزشمند می‌کند. توانایی آنها در پاسخگویی سریع و دقیق به تغییرات الکتریکی به ویژه در کاربردهایی که نیاز به بازخورد بلادرنگ یا کنترل دقیق دارند، سودمند است.
