{"id":56769,"date":"2023-04-26T01:32:10","date_gmt":"2023-04-26T06:32:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/what-is-piezoelectric-transducer\/"},"modified":"2025-01-27T06:55:38","modified_gmt":"2025-01-27T11:55:38","slug":"what-is-piezoelectric-transducer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/what-is-piezoelectric-transducer\/","title":{"rendered":"Przetworniki piezoelektryczne: budowa, zasada dzia\u0142ania i zastosowania"},"content":{"rendered":"<p>Przetworniki piezoelektryczne to urz\u0105dzenia, kt\u00f3re wykorzystuj\u0105 zjawisko piezoelektryczno\u015bci do konwersji energii mechanicznej na energi\u0119 elektryczn\u0105 i odwrotnie.  Zjawisko to polega na powstawaniu \u0142adunku elektrycznego na powierzchni niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w krystalicznych pod wp\u0142ywem dzia\u0142ania si\u0142y mechanicznej (efekt piezoelektryczny bezpo\u015bredni) oraz na zmianie wymiar\u00f3w tych materia\u0142\u00f3w pod wp\u0142ywem przy\u0142o\u017conego pola elektrycznego (efekt piezoelektryczny odwrotny).  To dwukierunkowe dzia\u0142anie jest kluczowe dla szerokiego zastosowania przetwornik\u00f3w piezoelektrycznych w r\u00f3\u017cnych dziedzinach techniki.<\/p>\n<h3>Zasada dzia\u0142ania przetwornik\u00f3w piezoelektrycznych<\/h3>\n<p>Dzia\u0142anie przetwornika piezoelektrycznego opiera si\u0119 na strukturze krystalicznej materia\u0142u piezoelektrycznego.  W takich materia\u0142ach, atomy s\u0105 u\u0142o\u017cone w spos\u00f3b asymetryczny, co powoduje powstanie dipoli elektrycznych.  Pod wp\u0142ywem si\u0142y mechanicznej, na przyk\u0142ad \u015bciskania lub rozci\u0105gania,  te dipole ulegaj\u0105 deformacji, co prowadzi do powstania \u0142adunku elektrycznego na powierzchni materia\u0142u.  Intensywno\u015b\u0107 tego \u0142adunku jest proporcjonalna do wielko\u015bci przy\u0142o\u017conej si\u0142y.  Odwrotnie, przy\u0142o\u017cenie pola elektrycznego powoduje zmian\u0119 polaryzacji dipoli, co skutkuje deformacj\u0105 materia\u0142u \u2013 jego rozszerzeniem lub skurczeniem.<\/p>\n<h3>Rodzaje materia\u0142\u00f3w piezoelektrycznych<\/h3>\n<p>Istnieje wiele materia\u0142\u00f3w wykazuj\u0105cych w\u0142a\u015bciwo\u015bci piezoelektryczne, r\u00f3\u017cni\u0105cych si\u0119 mi\u0119dzy innymi wsp\u00f3\u0142czynnikiem piezoelektrycznym, temperatur\u0105 Curie (temperatura, powy\u017cej kt\u00f3rej materia\u0142 traci swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci piezoelektryczne) oraz odporno\u015bci\u0105 na czynniki zewn\u0119trzne.  Najcz\u0119\u015bciej stosowane to:<\/p>\n<table class=\"table table-striped table-bordered\">\n<thead>\n<tr>\n<th>Materia\u0142<\/th>\n<th>Wsp\u00f3\u0142czynnik piezoelektryczny (pC\/N)<\/th>\n<th>Temperatura Curie (\u00b0C)<\/th>\n<th>Zalety<\/th>\n<th>Wady<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Kwarc<\/td>\n<td>2,3<\/td>\n<td>573<\/td>\n<td>Wysoka stabilno\u015b\u0107, niski koszt<\/td>\n<td>Niska czu\u0142o\u015b\u0107<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Tytanian baru (BaTiO\u2083)<\/td>\n<td>190<\/td>\n<td>120<\/td>\n<td>Wysoka czu\u0142o\u015b\u0107, \u0142atwa polaryzacja<\/td>\n<td>Niska stabilno\u015b\u0107 temperaturowa, krucho\u015b\u0107<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Cytrynian o\u0142owiu (PZT)<\/td>\n<td>200-700<\/td>\n<td>320-350<\/td>\n<td>Bardzo wysoka czu\u0142o\u015b\u0107, szeroki zakres cz\u0119stotliwo\u015bci<\/td>\n<td>Toksyczny, podatny na starzenie<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<h3>Zastosowania przetwornik\u00f3w piezoelektrycznych<\/h3>\n<p>Szerokie zastosowanie przetwornik\u00f3w piezoelektrycznych wynika z ich zdolno\u015bci do konwersji energii mechanicznej na elektryczn\u0105 i odwrotnie.  Spotka\u0107 je mo\u017cna w:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Przetwornikach ultrad\u017awi\u0119kowych:<\/strong>  W medycynie (diagnostyka obrazowa, terapia), przemy\u015ble (kontrola jako\u015bci, czyszczenie ultrad\u017awi\u0119kowe),  a tak\u017ce w sonarach.  W zastosowaniach ultrad\u017awi\u0119kowych, cz\u0119sto u\u017cywa si\u0119 materia\u0142\u00f3w PZT ze wzgl\u0119du na ich wysok\u0105 czu\u0142o\u015b\u0107.  Firmy takie jak Beijing Ultrasonic specjalizuj\u0105 si\u0119 w produkcji zaawansowanych przetwornik\u00f3w ultrad\u017awi\u0119kowych.<\/li>\n<li><strong>Czujnikach ci\u015bnienia i przyspieszenia:<\/strong>  W systemach monitoringu,  samochodach,  oraz w przemy\u015ble lotniczym.<\/li>\n<li><strong>Aktywatorach i si\u0142ownikach:<\/strong>  W precyzyjnych mechanizmach, drukarkach atramentowych, a nawet w niekt\u00f3rych rodzajach g\u0142o\u015bnik\u00f3w.<\/li>\n<li><strong>Zapalarkach piezoelektrycznych:<\/strong>  Znane z prostej konstrukcji i niezawodno\u015bci.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Zalety i wady przetwornik\u00f3w piezoelektrycznych<\/h3>\n<p><strong>Zalety:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Wysoka czu\u0142o\u015b\u0107 i precyzja pomiaru.<\/li>\n<li>Szeroki zakres cz\u0119stotliwo\u015bci pracy.<\/li>\n<li>Kompaktowa budowa i \u0142atwo\u015b\u0107 integracji.<\/li>\n<li>D\u0142uga \u017cywotno\u015b\u0107.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Wady:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Wra\u017cliwo\u015b\u0107 na temperatur\u0119 i wilgotno\u015b\u0107.<\/li>\n<li>Mo\u017cliwo\u015b\u0107 degradacji materia\u0142u w czasie.<\/li>\n<li>W przypadku niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w \u2013 toksyczno\u015b\u0107.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Podsumowuj\u0105c, przetworniki piezoelektryczne to wszechstronne urz\u0105dzenia o szerokim zastosowaniu w wielu dziedzinach techniki.  Ich zdolno\u015b\u0107 do dwukierunkowej konwersji energii mechanicznej i elektrycznej sprawia, \u017ce s\u0105 one nieocenione w wielu aplikacjach, od medycyny po przemys\u0142.  Rozw\u00f3j nowych materia\u0142\u00f3w piezoelektrycznych i technologii produkcji pozwala na ci\u0105g\u0142e ulepszanie ich parametr\u00f3w i poszerzanie zakresu zastosowa\u0144.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Przetworniki piezoelektryczne to urz\u0105dzenia, kt\u00f3re wykorzystuj\u0105 zjawisko piezoelektryczno\u015bci do konwersji energii mechanicznej na energi\u0119 elektryczn\u0105 i odwrotnie. Zjawisko to polega na powstawaniu \u0142adunku elektrycznego na powierzchni niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w krystalicznych pod wp\u0142ywem dzia\u0142ania si\u0142y mechanicznej (efekt piezoelektryczny bezpo\u015bredni) oraz na zmianie wymiar\u00f3w tych materia\u0142\u00f3w pod wp\u0142ywem przy\u0142o\u017conego pola elektrycznego (efekt piezoelektryczny odwrotny). To dwukierunkowe dzia\u0142anie jest<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":19486,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6426],"tags":[],"class_list":["post-56769","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","prodpage-classic"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56769","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=56769"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56769\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19486"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=56769"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=56769"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=56769"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}