Piezoceramic Sounders

Piezokeramische Signalgeber
Piezoceramic Sounders
- 294 -
Allgemeines
General Information
Piezokeramische Signalgeber finden heute in nahezu all
den Fällen Anwendung, in denen Geräte und Einrichtungen dem Menschen eine akustische Information mitteilen
müssen. SUMIDA Components GmbH liefert piezokeramische Signalgeber als Standardbauelemente sowie in
kundenspezifischer Ausführung.
Today piezoceramic sounders can be used in nearly all
applications where devices and equipment have to yield
acoustic information. SUMIDA Components GmbH supplies
piezo-ceramic sounders as standard components and also
according to customers` specification.
Im einfachsten Fall besteht ein piezoelektrischer Signalgeber aus dem Verbund einer dünnen Piezokeramik mit
einer Metallmembrane. Solche Schallgebermembrane
sind das Kernstück aller Piezo-Akustikwandler. Durch
Einbringen der Schallgebermembrane in ein Gehäuse
werden die darin befindlichen Luftmassen mit der Membrane gekoppelt. Das eingeschlossene Luftpolster wirkt
als Feder-Masse-System und erzeugt eine schwingende
Luftsäule im Bereich der Resonatoröffnung.
In the simple case the piezoelectric sounder is a compound
of a thin piezoceramic plate with a metal diaphragm. Such
sound-transducer-membranes are the main items of all
piezo-sound-transducers. By positioning a sound-transducer-membrane in a housing the enclosed airmass will
be coupled with this membrane. The indoor air cushion
affects such a Clip-Mass-System and excites a swinging air
column in the range of the resonatorhole.
Die Signalgeber besitzen eine breitbandige Abstrahlcharakteristik und sind für eine große Anzahl unterschiedlicher
Applikationen geeignet.
The sounders have a wide-band characteristic and are therefore usable for a great variety of different applications.
Die Schalldruckwerte sind je nach Typ im Freifeld oder auf
einer definierten Messplatte ermittelt. Bei der Montage
innerhalb von Gehäusen und auf Leiterplatten unterschiedlicher Ausführung und Größe kann es zu akustischen
Gesamtbedingungen kommen, die eine andere Frequenzcharakteristik zeigen als die von uns ermittelten Werte.
Eine Optimierung unter Berücksichtigung der anwendungspezifischen Einbaubedingungen wird dem Anwender empfohlen.
The sound pressure values are measured in free-field or
defined measuring boards acc. to type. Mounting in boxes
and on printed boards of different types and sizes can
result in acoustic conditions which show a frequency characteristic different from the values measured by us.
Sämtliche Signalgeber werden in montagefreundlicher
Printausführung geliefert.
All sounders are supplied in print design which can be
easily mounted.
We recommend the customer to consider his own application in order to reach the best conditions.
- 295 -
Ansteuerung von Signalgebern
Driving of sounders
Die Ansteuerung der Signalgeber kann je nach Ansteuertyp
mit dem Hauptspannungsnetz oder Batterie erfolgen.
SUMIDA Components GmbH bietet dabei zwei folgende
Typen:
Depending on the drive type the sounders may be powered
from the mains or by batteries. SUMIDA Components GmbH
provides two circuit designs as follows:
-
Schallgebermembrane für selbstschwingenden
Betrieb (Wechselstrom)
Schallgebermembrane für Fremdansteuerung
(Wechselstrom)
Piezokeramik Breitbandsignalgeber für
Fremdansteuerung (Wechselstrom)
Piezokeramik Breitbandsignalgeber für selbstschwingenden Betrieb (Gleichstrom)
Die erzielbare Lautstärke, Schalldruckpegel SDP genannt,
ist natürlich auch direkt abhängig von der Ansteuerspan-
-
Sound-transducer membranes for self drive
elements (AC)
Sound-transducer membranes for external
drive elements (AC)
Piezoceramic wideband sounders - external
drive elements (AC)
Piezoceramic wideband sounders - self drive
elements (DC)
The loudness level which can be achieved - the so-called
pressure level SPL - of course depends directly on the
drive voltage and follows the formula:
U

∆ SDP = 20log x U  [dB]
0
Uo
Ansteuerspannung, für die der SDP bekannt ist
(z.B. 12 Vss siehe Messdaten).
Ux
die höhere (oder niedrigere) zur Verfügung
stehende Ansteuerspannung.
∆ SDP die Änderung in dB, die der bekannte Schalldruckpegel SDP erfährt.
Uo
the control voltage for which the SPL is known
(for examples 12 Vp-p see measuring data).
Ux
the higher (or lower) drive voltage available.
∆ SDP the change in dB, applied to the known sound
pressure level SPL.
- 296 -
Piezokeramische Schallgebermembrane - für Fremdansteuerung (Wechselstrom)
4YP
4YPE
33¬#!/
33¬¬¬!.
33¬¬¬#".
33¬¬¬".
33¬*#/
33¬*$1
33¬$.
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33¬.1
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33¬1&4
33¬!&8
33¬&3
33¬!(6
33¬*'3
33¬(5
33¬(0
33¬1(8
33¬0(4
33¬!(8
33¬(2
33¬!(3
33¬*(2
33¬*3
33¬!+8
33¬+1
33¬!+4
33¬"+9
33¬*+3
33¬1+6
33¬*3
33¬!+9
33¬*+,
33¬1+8
33¬+3
33¬,3
33¬",8
33¬.,4
33¬1,4
33¬0,7
33¬!,3
33¬1,6
33¬,3
33¬.,8
33¬!,8
33¬*,3
33¬*+3
33¬,3
33¬!,6
33¬,3
33¬!,8
Piezoceramic Sound-Transducer
Membranes - External Drive
Element (AC)
#
F
:
;N&=
;K(Z=
;7=
!BMESSUNGEN
$IMENSIONS
-ETALLSCHEIBE¬
-ETAL¬$ISC
;MM=
!
- 297 -
"
#
$
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
3TAHL3TEEL
3TAHL3TEEL
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
-ESSING"RASS
C = Kapazität / Capacitance
f = Resonanzfrequenz / Resonant frequency
Z = Resonanzimpedanz / Resonant impedance
Isolationswiderstand /
Insulation resistance Ris: > 100 MΩ
Max. Betriebsspannung /
Max. operating voltage: Umax: 30 Vpp
Standard-Keramik / Standard ceramic material: PZT SA
Die Schallgeber sind auch mit einer zweiten Keramikscheibe erhältlich.
Discs also available with second ceramic disc.
Beim Serienbimorph ist die Polarisation in beiden Keramikscheiben entgegengesetzt; die Spannung wird an
den Außenelektroden angelegt bzw. abgenommen.
Diese Anordnung wird oft für Sensoren eingesetzt, da
sich bei gleicher Auslenkung die abgreifbare Spannung
verdoppelt im Vergleich zur Verwendung von nur einer
Piezokeramikscheibe.
The series bimorph consists of two plates polarized in
opposite directions and can be contacted at the outer
electrodes. It is the preferred type for sensors, because
voltage is doubled for same displacement compared to
a disc with just one piezo.
Beim Parallelbimorph ist die Polarisation in beiden Keramikscheiben gleichsinnig; die Auslenkung erfolgt durch
eine Spannung zwischen Mittenelektrode und den Außenelektroden. Diese Anordnung wird meist für Aktuatoren
zum Reduzieren der Ansteuerspannung gewählt.
The parallel bimorph consists of two plates polarized
in the same direction. A parallel connection is made
by contacting inner and outer electrode. That is the
preferred type for actuators because the driving voltage
is reduced.
Serienbimorph / serial bimorph
Parallelbimorph / parallel bimorph
Bestellbezeichnung z.B.:
SS 23 - JHR - 000-S
Ordering number e.g.:
SS 23- Jhr - 000-P
Auf Anfrage sind folgende Variationen lieferbar:
Following variations on request:
> isolierende Schutzlackschicht auf Keramik
> weitere Kombinationen von Metall- und Keramikscheibe
> Anschlüsse mit Litzen AWG 30 oder AWG 28
> protective lacquer on ceramic disc
> other combinations of metal and ceramic disc
> terminals with wire AWG 30 or AWG 28
Bestellbezeichnung für Anschlüsse z.B.:
Scheibe mit 50 mm langer Litze
SS 23 - JHR - 050
Bitte geben Sie an, ob AWG 28 oder 30 gewünscht
wird.
Ordering number for terminals e.g.:
Disc with terminal of 50 mm in length
SS 23 - JHR - 050
Please note if you wish AWG 28 or 30.
A
B
Rot / red
Schwarz / black
- 298 -
Piezokeramische Schallgebermembrane - für selbstschwingenden Betrieb (Wechselstrom)
Piezoceramic Sound-Transducer
Membranes Self Drive Element (AC)
Typ /
Type
C0
[nF]
Cf
[nF]
f
[kHz]
Z
[Ω]
A
B
C
D
SS 12-7DN-000-F
12
2,5
5,3
1200
12
9
0,05
0,11
Messing / Brass
SS 15-9FR-000-F
13
1,3
6
500
15
11
0,1
0,21
Messing / Brass
SS 20-9HP-000-F
30
3,5
3,3
400
20
15
0,1
0,19
Messing / Brass
SS 20-9HQ-000-F
27
3
3,6
400
20
15
0,1
0,2
Messing / Brass
SS 20-9HS-000-F
25
2,7
3,8
400
20
15
0,1
0,22
Messing / Brass
SS 20-HHS-000-F
18
2,5
4
400
20
15
0,12
0,24
Messing / Brass
SS 20-0HS-000-F
25
2,7
4,3
400
20
15
0,15
0,27
Messing / Brass
SS 21-9HP-000-F
33
3,5
3,1
500
21
15
0,1
0,19
Messing / Brass
SS 21-9HS-000-F
18
2,5
3,4
500
21
15
0,1
0,22
Messing / Brass
SS 21-0HS-000-F
25
2,7
4
400
21
15
0,15
0,27
Messing / Brass
SS 27-0KT-000-F
24
2,4
2,8
300
27
20
0,15
0,31
Messing / Brass
SS 27-0KU-000-F
30
3,1
3
300
27
20
0,15
0,32
Messing / Brass
SS 27-JKT-000-F
31
3,4
3,3
400
27
20
0,1
0,26
Stahl / Steel
SS 27-AKU-000-F
30
3
3,3
250
27
20
0,2
0,37
Messing / Brass
SS 27-AKV-000-F
24
2,7
3,6
300
27
20
0,2
0,41
Messing / Brass
SS 27-AKX-000-F
21
2,4
3,9
300
27
20
0,2
0,44
Messing / Brass
SS 27-BKY-000-F
21
2,3
4,4
300
27
20
0,25
0,51
Messing / Brass
SS 27-BKY2-000-F
16
1,9
4,4
300
27
20
0,25
0,51
Messing / Brass
SS 27-PKX-000-F
22
1,8
4,6
300
27
20
0,25
0,49
Stahl / Steel
SS 31-QKV-000-F
25
2,7
2,9
500
31
20
0,2
0,41
Stahl / Steel
SS 35-JLS-000-F
68
7,8
1,8
200
35
25
0,1
0,22
Stahl / Steel
SS 35-QLT-000-F
50
6,2
2,3
200
35
25
0,2
0,36
Stahl / Steel
SS 35-ALX-000-F
38
4,2
2,4
350
35
25
0,2
0,44
Messing / Brass
SS 35-BLZ-000-F
28
2,2
2,4
250
35
25
0,25
0,44
Messing / Brass
SS 35-BLX-000-F
40
4
2,6
250
35
25
0,25
0,49
Messing / Brass
SS 35-DLY-000-F
36
4,4
2,9
250
35
25
0,3
0,56
Messing / Brass
SS 35-ULY-000-F
32
4
3,2
200
35
25
0,3
0,56
Stahl / Steel
SS 35-WLT-000-F
35
4,2
3,4
250
35
25
0,4
0,56
Stahl / Steel
SS 41-ALX-000-F
35
4,6
1,5
800
41
25
0,2
0,44
Messing / Brass
SS 50-ALX-000-F
37
3,8
3,1
300
50
25
0,2
0,44
Messing / Brass
SS 50-QMT-000-F
75
8
1
500
50
30
0,2
0,36
Stahl / Steel
SS 50-AMV-000-F
55
6
1,1
1000
50
30
0,2
0,41
Messing / Brass
- 299 -
Abmessungen / Dimensions
[mm]
Metallscheibe /
Metal Disc
C0 = Kapazität der Elektrode
Cf = Kapazität der Rückkoppelelektrode
f = Resonanzfrequenz
Z = Resonanzimpedanz
Isolationswiderstand Ris: > 100 MΩ
Max. Betriebsspannung Umax: 30 Vpp
C0 = Capacitance of electrode
Cf = Capacitance of feedback electrode
f = Resonant frequency
Z = Resonant impedance
Insulation resistance Ris: > 100 MΩ
Max. operating voltage Umax: 30 Vpp
Auf Anfrage sind folgende Variationen lieferbar:
Following variations on request:
> isolierende Schutzlackschicht auf Keramik
> Metallscheiben mit Arretierungskerben oder
-flächen
> weitere Kombinationen von Metall- und Keramikscheibe
> Anschlüsse mit Litzen AWG 30
>
>
>
>
Bestellbezeichnung für Anschlüsse z.B.:
Scheibe mit 50 mm langer Litze
SS 23 - JHR - 050-F
Ordering number for terminals e.g.:
Disc with terminal of 50 mm in length
SS - 23 JHR - 050-F
- 300 -
protective lacquer on ceramic disc
metal disc with slot or area for adjustment
other combinations of metal and ceramic disc
terminals with wire AWG 30
Piezokeramik-Breitband-Signalgeber
Piezoceramic Wideband Sounders
TYP PS 22-01-E
TYPE PS 22-01-E
SDP / SPL
Schalldruckpegel SDP als Funktion von der Frequenz f
Sound Pressure Level SPL as a function of the frequency f
f/f
Elektrische Bedingungen
Electrical Specifications:
Nennspannung
Rated Voltage
12Vp-p Square Wave
Max. Betriebsspannung
Max. allowable Voltage
30Vp-p Square Wave
Max. Nennstrom
Max. Rated Current
3mA at 4.0 kHz / 12Vp-p Square Wave
Min. Schalldruckpegel
Min. Sound Pressure Level
88dB at 4.0 kHz / 12Vp-p Square Wave / 10cm
Kapazität bei 120 Hz
Capacitance at 120 Hz
15 nF ±30 %
Resonanzfrequenz
Resonant Frequency
4.0 ±0,5 kHz
Betriebstemperatur
Operating Temperature
-20 +80 °C
Gewicht
Weight
2.5g
- 301 -
TYP PS 27-01-E
TYPE PS 27-01-E
SDP / SPL
Schalldruckpegel SDP als Funktion von der Frequenz f
Sound Pressure Level SPL as a function of the frequency f
Àii˜Ê
œÛiÀi`
f/f
Elektrische Bedingungen
Electrical Specifications:
Nennspannung
Rated Voltage
3Vms Sine Wave
Max. Betriebsspannung
Max. allowable Voltage
30Vp-p Square Wave
Max. Nennstrom
Max. Rated Current
2 mA at 2.0 kHz / 3Vms Sine Wave
Min. Schalldruckpegel
Min. Sound Pressure Level
75dB at 2.0 kHz / 3Vms Sine Wave / 10cm
Kapazität bei 120 Hz
Capacitance at 120 Hz
30 nF ±30 %
Resonanzfrequenz
Resonant Frequency
2.0 ±0,5 kHz
Betriebstemperatur
Operating Temperature
-20 +80 °C
Gewicht
Weight
3g
- 302 -