압전 효과 라이터

압전 효과는 힘의 작용으로 매체가 변형될 때 특정 매체의 표면에 서로 다른 전하가 나타나는 현상입니다. 실험에 따르면 이 결합 전하의 양은 힘에 비례하며, 양이 클수록 두 표면 사이에 해당하는 전위차(전압)도 커집니다. 이 마법적 효과는 인간의 생산, 생활, 군사, 과학기술과 밀접하게 관련된 여러 분야에 적용되어 힘을 전기로 변환하는 등의 기능을 달성합니다. 예를 들어, 압전 세라믹을 사용하여 외력을 전기 에너지로 변환하면 부싯돌을 사용하지 않는 압전 라이터, 가스 스토브 점화 스위치, 포탄 방아쇠 퓨즈 등을 생산할 수 있습니다. 또한, 압전 세라믹은 스피커, 레코드 헤드 등 전기 음향 장치의 민감한 재료로도 사용될 수 있으며, 인간이 인지할 수 없는 미묘한 진동을 모니터링하고 지진 발생원의 위치와 강도를 정확하게 측정하는 압전 지진계에도 사용될 수 있습니다. 이를 통해 지진을 예측하고 손실을 줄입니다. 압전효과를 이용하여 만들어진 압전액추에이터는 정밀한 제어기능을 가지며 정밀기계, 마이크로전자공학, 생명공학 분야에서 중요한 장치이다. 압전 세라믹과 같은 장치는 과학 기술 분야에서 널리 사용될 뿐만 아니라 상당히 "민간적"이라고 할 수 있습니다. 대다수의 "흡연자"에게는 매일 압전 세라믹과 "제로 접촉"이 있습니다. , 그러나 그들은 그들의 존재에 대해 눈을 감습니다.

현재 인기가 높은 일회용 플라스틱 라이터 중 상당 수는 압전 세라믹 장치를 사용해 조명을 켜고 있다. 압전 점화 부품을 꺼내십시오. 압전 라이터의 전압 세라믹 부품에서 발생하는 순간 전압을 측정하는 데 사용할 수 있는 장비는 무엇입니까? 처음에는 일반 지침형 다목적 전류계의 DC 고전압 기어를 사용하여 측정하려고 시도한 결과 점화 요소의 검정색 플라스틱 압력 막대를 누를 때마다 지침이 약간만 진동할 수 있음을 발견했습니다. 두 전극에 연결된 전압에 연결됩니다. 그 이유는 전압 펄스 지속 시간이 매우 짧고 포인터의 관성이 크기 때문에 포인터가 전압 변화를 동시에 반영하지 못하고 크게 편향되기 때문입니다.

포인터 관성의 영향 없이 순간적인 고전압을 판독할 수 있는 디지털 디스플레이 방식의 다용도 전기 계량기로 전환했지만 기대만큼의 결과는 나오지 않았습니다. 우리는 일부 가변 저전압 데이터만 읽을 수 있었습니다. 분석적으로 이는 액정 디스플레이의 응답 속도가 느리고 점화 전압 펄스의 지속 시간이 짧기 때문에 가장 높은 순간 전압을 표시할 시간이 없고 전압 강하 동안 일부 무작위 전압 판독값만 표시할 수 있기 때문입니다(느린 속도). 단계).

드디어 연구실의 '무거운 무기'인 오실로스코프를 꺼내 다시 시험해봤습니다. 우리는 실험실에서 가장 일반적인 J2459 학생용 오실로스코프를 사용하고 연결 와이어는 터미널 물고기 클립이 있는 두 개의 일반 와이어입니다. 이론적으로 오실로스코프는 전자빔의 편향을 사용하여 형광 스크린에 광점의 움직임을 표시합니다. 전자빔은 관성이 매우 작으며 점화 고전압 펄스의 변화를 "추적"할 수 있어야 합니다. 실험 결과는 예상대로다. 오실로스코프의 AC 및 DC 선택 스위치를 "DC" 기어로 설정하고 스캐닝 범위를 "10-100kHz" 기어로 설정합니다. X 시프트와 Y 시프트를 사용하여 수평 밝은 선을 그리드 좌표의 중심으로 이동하고 X축에 배치합니다. 압전 효과의 최대 전압 진폭을 추정하려면 먼저 형광 스크린 앞의 그리드 좌표계를 사용하여 전압 스케일을 결정해야 합니다. 오실로스코프의 Y 입력 단자에 연결된 두 개의 와이어를 사용하여 1.5의 a를 연결합니다. 배터리 오실로스코프에 V 전압이 인가되고 감쇠는 1로 설정되며 Y 게인은 가장 낮게 설정됩니다. 수평의 밝은 선이 약 2눈금만큼 점프(또는 점프)한 것을 확인할 수 있습니다. 두 부분은 이때 1.5V 전압을 나타냅니다. Y 게인이 변경되지 않고 Y 감쇠가 1000(즉, 1000분의 1)으로 설정된 경우 형광 스크린 앞의 두 그리드 좌표는 1500V를 나타낼 수 있습니다.

Y 입력 단자에 있는 두 피더의 악어 클립을 압전 라이터의 압전 부품 두 전극에 연결하면 검정색 플라스틱 레버가 중앙에 있는 것을 확인할 수 있습니다. . 수평의 밝은 선의 높이가 위로(또는 아래로) 점프한 후 원래 위치로 돌아갑니다. 형광 스크린의 잔광으로 인해 수평의 밝은 선은 오실로스코프에 4개의 그리드 높이를 가진 밝은 띠로 나타나며 이는 펄스의 전압 진폭이 3000V 이상임을 나타냅니다.

이 전압 펄스의 파형을 관찰하려면 매번 압력 레버를 누르는 동안 오실로스코프의 "스캔 미세 조정" 손잡이를 조심스럽게 조정할 수 있습니다(스캔 범위를 "10~ 100Hz" 미리). 그림 2의 파형은 형광판에서 볼 수 있습니다. 전압은 가파르게 상승하고 완만하게 감소하며 4구간 이상의 피크 값을 갖습니다. 오실로스코프의 감쇠 레벨을 1000으로 설정하고 스캐닝 범위를 "10~100Hz"로 설정합니다. "스캔 미세 조정"을 왼쪽으로 돌립니다. 즉, 스캐닝 주파수는 "X 게인"과 "X"를 조정합니다. X축을 만들기 위한 Shift" 손잡이 스캔 라인은 10개의 그리드로 채워지고 각 그리드는 1/10×1/10s, 즉 0.01을 나타냅니다. 압전 소자의 검정색 플라스틱 압력 막대를 누르면 다음을 볼 수 있습니다. 압전 펄스는 그림 3에 표시된 것처럼 하나의 그리드 동안 지속되며 이는 0.01초에 해당합니다. 즉, 펄스 지속 시간은 약 0.01초입니다.