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¬*$1 33¬$. 33¬$0 33¬$3 33¬$4 33¬.1 33¬$. 33¬!$6 33¬*$2 33¬$3 33¬%4 33¬&2 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 ÀiiÊ ÛiÀi` 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 -