Bodenmikrofon bauen...

[Michael S.]

Am 10.07.2023 um 10:16 schrieb Marte Schwarz:

Hi Michael,
Das könnte man mit Isolierscheiben in den Griff bekommen können.
Aber Du willst Piezokeramiken nicht wirklich bohren. Die sind spröde
wie ...

In dem genannten Youtube-Video hat das offenbar ohne sichtbare Folgen
funktioniert.

Hier noch der Link:
https://www.youtube.com/watch?v=59AWAWpSCk8

Und was in Youtube gezeigt wird, funktioniert sicher und ist
wissenschaftlich validiert :-(

Natürlich nicht. Er kriegt das aber offenbar hin, ohne dass der Piezo
komplett zerspringt und hat das wohl auch schon häufiger gemacht.

> Wahrscheinlich gibt es sogar noch irgendein Signal ab.

Davon gehe ich aus.

> Ich lass das lieber. Ich wüsste auch nicht, wozu das gut sein sollte

Dass man nicht auf Kleben angewiesen ist. Wie gesagt, ich wollte nur
zeigen, das das Bohren offenbar machbar ist. Was es signaltechnisch
bedeutet, kann ich nicht beurteilen.

Ich hätte das ausprobiert, wenn ich beim Kleben gescheitert wäre.

--
Michael

 

[Helmut Schellong]

On 07/10/2023 10:16, Marte Schwarz wrote:

Hi Michael,
Das könnte man mit Isolierscheiben in den Griff bekommen können. Aber Du willst Piezokeramiken nicht wirklich bohren. Die sind spröde wie ...

In dem genannten Youtube-Video hat das offenbar ohne sichtbare Folgen funktioniert.

Hier noch der Link:
https://www.youtube.com/watch?v=59AWAWpSCk8

Und was in Youtube gezeigt wird, funktioniert sicher und ist wissenschaftlich validiert :-(
Wahrscheinlich gibt es sogar noch irgendein Signal ab.

Ich lass das lieber. Ich wüsste auch nicht, wozu das gut sein sollte (ich hab den Ton beim Abspielen aber auch ausgelassen).

Mit Diamant-Bohrer sehr sauber bohren, kann ich mir als erfolgreich vorstellen.

Ich selbst würde unten eher löten, mit Löthonig.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
http://www.schellong.de/htm/bishmnk.htm http://www.schellong.de/htm/rpar.bish.html http://www.schellong.de/htm/sieger.bish.html
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm http://www.schellong.de/htm/tuner.htm
http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Michael S.]

Am 10.07.2023 um 10:38 schrieb Helmut Schellong:

> Ich selbst würde unten eher löten, mit Löthonig.

Gute Idee, mit Messingschraube geniale Alternative zum Kleben.
Werde ich wohl versuchen, wenn der Sekundenkleber mal aufgibt.

--
Michael

 

[Marte Schwarz]

Hi Michael,>> Ich hätte spontan die Masse auf die Oberseite geklebt,
statt auf die

Unterseite. Und ja, ich hätte sie wahrscheinlich ziemlich flächig auf
die Kontaktfläche geklebt. Die Scheibe dürfte im Wesentlichen als
Dickenschwinger formiert worden sein. Alles andere würde mich hier
extrem wundern.

Ich habe mal gegoogelt und das hier gefunden. Das deutet eher auf
Biegeschwinger hin:
https://reprap.org/wiki/Underbed_Piezo-electric_sensors

Was deutet hier Deiner Meinung nach auf den Biegeschwinger?
Der Artikel strotzt ohnehin vor detaillierter Fachkenntnis :-(

Lies mal bei Wikipedia den Artikel über Piezoelektrizität und
https://www.piceramic.de/de/expertise/piezotechnologie/grundlagen.

Etwas ausführlicher gehts unter den Downloads zu:
https://www.piceramic.de/fileadmin/user_upload/pi_ceramic/files/catalog_CAT/PI_CAT125D_R2_Piezokeramische_Materialien_und_Bauelemente.pdf
Auf Seite 16 siehst Du die Geometrie Scheibe. Da sich das Volumen nicht
ändert, wird es Radial- und Dickenschwingung geben. Das ist auch
logisch, weil mit diesen Elektroden die Keramiken auch polarisiert
werden (wie sonst?).

Wenn Du danach meine Ausführungen von vorher noch mal liest, wird Dir
einiges klarer, ansonsten frag noch mal konkret.

Alles andere würde mich wiederum wundern, denn als Dickenschwinger
würden diese Scheiben doch kaum als Schallwandler taugen. Alleine mit
einer Dickenschwingung bekommst Du doch kaum Schalldruck hin.

Ich könnte mir das in der Tat auch effektiver vorstellen. Dann müsste
man die Keramik aber im Ring kontaktieren und dann auch gegenphasisch
ansteuern. So ähnlich hab ich das auch mal gesehen. Das waren AFAIR zwei
oder drei konzentrische Ringe, die gegenphasisch angesteuert wurden. Der
Rand war solide eingespannt. Das ist aber deutlich teurer. Bei Piepser
kommt es da aber gar nicht drauf an. Sie werden in Resonanz oder nahe
dran getrieben und gut ists. Da spielen weder Wirkungsgrade noch sonst
was eine Rolle, Hauptsache billig.
Für Piezo-Hochtonlautsprecher werden aber tatsächlich auch
Dickenschwinger benutzt. Die typischen Hörner sollen die
Impedanzanpassung an die Luft bewirken. Sie wirkt akustisch analog zur
\"Hühnerleiter\" bei Hf-Anpassungen.
Als Körperschallmikrofon willst Du eigentlich eine harte akustische
Ankopplung und eine massive Gegenmasse. Im Idealfall willst Du am
Gegenstück der Gegenmasse noch zusätzlich eine Dämmschicht, die
Reflexionen an der Grenzschicht von hinten vermeidet. Bei den hier
betrachteten Frequenzen dürfte das aber ziemlich egal sein. Das wird
erst bei Ultraschall im Bereich MHz interessant.

Marte

 

[Marte Schwarz]

Hi Michael,
> Ich hätte das ausprobiert, wenn ich beim Kleben gescheitert wäre.

Falls Du noch einmal experimentierfreudig werden solltest:

Verstärke die Messingscheibe mit einer zusätzlichen Metallscheibe
(reiner mechanischer Schutz, damit die Scheibe beim Aufsetzen nicht
beschädigt wird). Material: Akustisch hart ;-)

Klebe auf die Silberleitlackschicht möglichst flächig eine satte Masse,
je mehr desto gut.

Darauf die Batterien und Elektronik befestigen (sie unterstützen die
Gegenmasse noch)

Dieses Konstrukt kannst Du ohne 3D-Teil dann an einem Gummifaden
aufhängen und damit zu Boden lassen.

Ich bin überzeugt, das wird nicht schlechter sein.

Marte

 

[Marte Schwarz]

Hi Michael,

Am 10.07.2023 um 10:38 schrieb Helmut Schellong:
Ich selbst würde unten eher löten, mit Löthonig.

Ein echter Schellong eben :-(

Gute Idee, mit Messingschraube geniale Alternative zum Kleben.
Werde ich wohl versuchen, wenn der Sekundenkleber mal aufgibt.

Wenn Du Pech hast, ist die Scheibe anschließend taub. Ich bin mir nicht
sicher, ob die Formierungstemperatur bereits überschritten wird. Falls
ja, wars das mit der Piezoaktivität. AFAIR war die bei den PZT nicht
allzu hoch.

Marte

 

[Michael S.]

Am 10.07.2023 um 11:17 schrieb Marte Schwarz:

Wenn Du danach meine Ausführungen von vorher noch mal liest, wird Dir
einiges klarer, ansonsten frag noch mal konkret.

Schau ich mir heute Abend mal genauer an.

Alles andere würde mich wiederum wundern, denn als Dickenschwinger
würden diese Scheiben doch kaum als Schallwandler taugen. Alleine mit
einer Dickenschwingung bekommst Du doch kaum Schalldruck hin.

Ich könnte mir das in der Tat auch effektiver vorstellen.

Andererseits: Wenn es echt ein Dickenschwinger ist, und man den Piezo
als kurzen Zylinder annimmt, dessen Länge schwingt, dann würde doch sein
Durchmesser gegenphasig zur Dicke schwingen (Annahme: Das Volumen des
Piezos bleibt konstant)
Klebt man sowas auf eine dünne Metallscheibe, würde aus der
Dickenschwingung des Piezos dann eine Biegeschwingung der Metallscheibe
werden, ähnlich wie bei einem Bimetall.
Denn der Piezo zieht die eine Seite der Metallscheibe zusammen, die
Rückseite jedoch nicht. Dadurch verbiegt sich die Metallscheibe.

Ich hoffe, den Gedankengang verständlich erklärt zu haben.

--
Michael

 

[Hanno Foest]

Am 10.07.23 um 10:16 schrieb Marte Schwarz:

Aber Du willst Piezokeramiken nicht wirklich bohren. Die sind spröde
wie ...

In dem genannten Youtube-Video hat das offenbar ohne sichtbare Folgen
funktioniert.

Hier noch der Link:
https://www.youtube.com/watch?v=59AWAWpSCk8

Und was in Youtube gezeigt wird, funktioniert sicher und ist
wissenschaftlich validiert :-(

Na ja, ich glaub jetzt nicht, daß das Video gefaket wurde, nur um dich
zu ärgern. Soo spröde scheinen die Dinger nicht zu sein, wenn man die
offenbar sogar freihand bohren kann. Beeindruckend.

> Wahrscheinlich gibt es sogar noch irgendein Signal ab.

Ob die Aktion jetzt zielführend ist, ist eine andere Frage...

Hanno

--
The modern conservative is engaged in one of man\'s oldest exercises in
moral philosophy; that is, the search for a superior moral justification
for selfishness.
- John Kenneth Galbraith

 

[Helmut Schellong]

On 07/10/2023 10:07, Marte Schwarz wrote:

Hallo Helmut,
Die Gewichtskraft
Genau hier bist Du völlig auf dem Holzweg. Die Gewichtskraft ist völlig irrelevant.
Durch die Gewichtskraft wird der Piezo allerdings mechanisch vorgespannt.

Was hier eher stört. Lass Dir doch auch mal was sagen, wenn Michael sichn schon so viel Zeit für Dich nimmt. Seine Ausführungen waren korrekt und sinnvoll dargestellt.

Er hat da eine gute und kreative, einfallsreiche Arbeit gemacht, schnell noch dazu.

Ganz unabhängig davon hat er zwischendurch immer wieder Aussagen getätigt, die
ich nicht ohne Antwort stehen lassen wollte, auch weil sie manchmal falsch sind.
Ist das Deine Definition von Rechthaberei?

|Eine Feder zieht dagegen immer in die gleiche Richtung, mit nahezu konstanter Kraft.
|Die Durchbiegung der Piezoscheibe ändert sich dann kaum mehr und somit bekommst Du auch kein elektrisches Signal.

Vorstehend ist so eine falsche Aussage.
---------------------------------------
Feder und Gewicht ziehen _beide_ immer in die gleiche Richtung, mit nahezu konstanter Kraft (in Betriebslage).
Das Schraubengewicht erzeugt eine mechanische Vorspannung des Piezos, mit Durchbiegung als Folge.
Die Feder erzeugt eine (gleiche) mechanische Vorspannung des Piezos, mit Durchbiegung als Folge.

Jedoch _nur_ mit der Feder soll das Signal = 0 sein?!

Ist das nun (erneut) Rechthaberei, Haarspalterei?
Nein, es ist eine sachliche Entgegnung, auf Tatsachen beruhend.

Inwieweit das Folgen für ein Resultat hat, und welche, weiß ich nicht. (1)

Dann lass es mit der Rechthaberei bleiben, sie ist hier - wie so oft - nur peinlich.

Peinlich nur, falls sie unzutreffend ist.
Niemand kann mir hier eine unzutreffende Rechthaberei nachweisen, die ich nicht selbst zugegeben habe.

Mein Satz oben (1) bezieht sich auf keinen Text, in dem ich etwas gesagt habe, das als Rechthaberei
oder ähnlich interpretiert werden könnte (mechanische Vorspannung eines Piezo).

Es gibt hier ein /geheimnisvolles/ Wispern und Raunen, mich betreffend.
Wird mir irgend etwas vorgeworfen, von irgend jemand, gilt dies ab diesem Zeitpunkt automatisch
für mein sämtliches Wirken im gesamten Usenet.
Der Wahrheitsgehalt des jeweiligen Vorwurfs ist dabei vollkommen egal.

|Genau so ist es hier wieder.
|Du wirst also auch das hier nicht verstehen,

Vorstehend eine weitere falsche Aussage.
----------------------------------------
Es ist hier _nicht_ genau so wieder.
Ein zugeordnetes \'nicht verstehen\' gibt es weder im anderen Thread, noch in diesem.
In keinem dieser Threads habe ich irgendeinen technischen Sachverhalt \'nicht verstanden\'.
Das ist einfach eine Einbildung.

Ein Piezo gibt proportionale Spannung ab.
Je mehr Druck und Verformung, desto mehr Spannung.

Nein. Es gibt nur eine Ladungsverschiebung.

|Die Piezoelektrizität, auch piezoelektrischer Effekt oder kurz Piezoeffekt, beschreibt die Änderung
|der elektrischen Polarisation und somit das Auftreten einer elektrischen Spannung an Festkörpern, wenn
|sie elastisch verformt werden (direkter Piezoeffekt).
|Umgekehrt verformen sich Materialien bei Anlegen einer elektrischen Spannung (inverser Piezoeffekt).
|
|Durch mechanischen Druck verlagert sich der positive (Q+) und negative Ladungsschwerpunkt (Q–).
|Dadurch entsteht ein Dipol, eine elektrische Spannung am Element.

Wenn ich auf einen Piezo schlage, gibt dieser eine meßbare Spannung ab.
Schlage ich stärker, ist die meßbare Spannung höher.

Ist dies nun wieder Rechthaberei?
Nein, Realität.

Es handelt sich also um eine Überlagerung einer Wechselspannung auf eine DC-Spannung [1].
Eine dauerhafte Verformung eines Piezo hat sicher nicht zur Folge, daß eine
dauerhaft meßbare Spannung ≠ 0 (DC) an ihm entsteht.

Bei unendlich hoher Eingangsimpedanz des Messverstärkers und Abwesenheit von Leckstrompfaden würde das sogar passieren. Da es beides in der Realität nicht gibt, wird es eben in der Praxis nicht so sein.

In der Praxis wäre das ein Perpetuum Mobile, denn Meßgeräte haben einen Ri < INF.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
http://www.schellong.de/htm/bishmnk.htm http://www.schellong.de/htm/rpar.bish.html http://www.schellong.de/htm/sieger.bish.html
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm http://www.schellong.de/htm/tuner.htm
http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Helmut Schellong]

On 07/10/2023 11:17, Marte Schwarz wrote:

Hi Michael,>> Ich hätte spontan die Masse auf die Oberseite geklebt, statt auf die
Unterseite. Und ja, ich hätte sie wahrscheinlich ziemlich flächig auf die Kontaktfläche geklebt. Die Scheibe dürfte im Wesentlichen als Dickenschwinger formiert worden sein. Alles andere würde mich hier extrem wundern.

Ich habe mal gegoogelt und das hier gefunden. Das deutet eher auf Biegeschwinger hin:
https://reprap.org/wiki/Underbed_Piezo-electric_sensors

Was deutet hier Deiner Meinung nach auf den Biegeschwinger?
Der Artikel strotzt ohnehin vor detaillierter Fachkenntnis :-(

Lies mal bei Wikipedia den Artikel über Piezoelektrizität und
https://www.piceramic.de/de/expertise/piezotechnologie/grundlagen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Ferroelektrischer_Lautsprecher


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
http://www.schellong.de/htm/bishmnk.htm http://www.schellong.de/htm/rpar.bish.html http://www.schellong.de/htm/sieger.bish.html
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm http://www.schellong.de/htm/tuner.htm
http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Helmut Schellong]

On 07/10/2023 11:46, Marte Schwarz wrote:

Hi Michael,
Am 10.07.2023 um 10:38 schrieb Helmut Schellong:
Ich selbst würde unten eher löten, mit Löthonig.

Ein echter Schellong eben :-(

Gute Idee, mit Messingschraube geniale Alternative zum Kleben.
Werde ich wohl versuchen, wenn der Sekundenkleber mal aufgibt.

Wenn Du Pech hast, ist die Scheibe anschließend taub. Ich bin mir nicht sicher, ob die Formierungstemperatur bereits überschritten wird. Falls ja, wars das mit der Piezoaktivität. AFAIR war die bei den PZT nicht allzu hoch.

Mein Hinweis auf Löthonig bedeutet, daß _schnell_ gelötet werden soll.
Beide Teile auf der beabs. Lötstelle mit einem Gummipolierklotz (SENO) polieren.
Erst beide Seiten verzinnen, dann die Schraube heiß machen und schnell aufsetzen
mit einer auf dem Blech zuvor plazierten Löthonig-Portion.

https://www.seno.de/seno-2003-poliblocc6bdc708

Ich habe auch schon Stahl gelötet, nach polieren.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
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http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Michael S.]

Am 10.07.2023 um 11:17 schrieb Marte Schwarz:

Etwas ausführlicher gehts unter den Downloads zu:
https://www.piceramic.de/fileadmin/user_upload/pi_ceramic/files/catalog_CAT/PI_CAT125D_R2_Piezokeramische_Materialien_und_Bauelemente.pdf
Auf Seite 16 siehst Du die Geometrie Scheibe. Da sich das Volumen nicht
ändert, wird es Radial- und Dickenschwingung geben. Das ist auch
logisch, weil mit diesen Elektroden die Keramiken auch polarisiert
werden (wie sonst?).

Wenn Du danach meine Ausführungen von vorher noch mal liest, wird Dir
einiges klarer, ansonsten frag noch mal konkret.

Alles andere würde mich wiederum wundern, denn als Dickenschwinger
würden diese Scheiben doch kaum als Schallwandler taugen. Alleine mit
einer Dickenschwingung bekommst Du doch kaum Schalldruck hin.

Ich könnte mir das in der Tat auch effektiver vorstellen.

Ich habe das jetzt mal gelesen und nur eine Info vermisst:
Ändert sich das Volumen des Piezokristalls beim Schwingen? Da habe ich
keine eindeutige Aussage gefunden. ChatGPT behauptet, das Volumen ändert
sich, aber dem glaube ich nicht.

Wenn eine Dickenschwingung aber automatisch mit einer Radialschwingung
einhergeht, dann führt das zusammen mit der Messingscheibe doch
automatisch zu einer Biegeschwingung und dann passt auch wieder alles
zusammen.

Die Umsetzung von Dickenschwingung in Radialschwingung in
Biegeschwingung erfolgt dann über ein Übersetzungsverhältnis, also z.B.:
Eine Dickenänderung von 1µm führt zu einer radialen Durchmesseränderung
von 100µm. Das wiederum führt zu einer Durchbiegung der Scheibe von z.B.
200µm.
Die Zahlen sind bei den Haaren herbeigezogen, aber man kann meines
Erachtens gut erkennen, dass der Effekt der Durchbiegung dieses Aufbaus
deutlich größer ist als der der reinen Dickenschwingung.

Wollte man die reine Dickenschwingung nutzen, müsste man die Scheibe
zwischen zwei Metallplatten kleben und vermutlich mit deutlich größerer
seismischer Masse arbeiten, um ähnliche Amplituden zu erreichen.

Spannendes Thema und nur auf den ersten Blick trivial.

Michael

 

[Marte Schwarz]

Hi Helmut,

Was hier eher stört. Lass Dir doch auch mal was sagen, wenn Michael
sich schon so viel Zeit für Dich nimmt. Seine Ausführungen waren
korrekt und sinnvoll dargestellt.
Ganz unabhängig davon hat er zwischendurch immer wieder Aussagen
getätigt, die
ich nicht ohne Antwort stehen lassen wollte, auch weil sie manchmal
falsch sind.

Du liegst ganz offensichtlich falsch. Jeder außer Dir merkt das.

Feder und Gewicht ziehen _beide_ immer in die gleiche Richtung, mit
nahezu konstanter Kraft (in Betriebslage).

Nur, dass es darauf hier gar nicht ankommt.

Das Schraubengewicht erzeugt eine mechanische Vorspannung des Piezos,
mit Durchbiegung als Folge.
Die Feder erzeugt eine (gleiche)  mechanische Vorspannung des Piezos,
mit Durchbiegung als Folge.

Jedoch _nur_ mit der Feder soll das Signal = 0 sein?!

Ist das nun (erneut) Rechthaberei, Haarspalterei?

Nein, es ist Unsinn pur und inhaltlich einfach irrelevant und falsch
gleichzeitig. Die Gewichtskraft der Masse interessiert hier nieemanden,
es sei denn als Störeinfluss. Das Prinzip der Trägheit scheinst Du hin
diesem Zusammenhang nicht verstanden zu haben. Darauf kommt es hier aber an.

> Peinlich nur, falls sie unzutreffend ist.

Peinlich ist hier, dass Du die physikalischen Zusammenhänge nicht
begreifen willst, obwohl an sie Dir mehrfach erklärt hat.

Ein Piezo gibt proportionale Spannung ab.
Je mehr Druck und Verformung, desto mehr Spannung.

Nein. Es gibt nur eine Ladungsverschiebung.

|Die Piezoelektrizität, auch piezoelektrischer Effekt oder kurz
Piezoeffekt, beschreibt die Änderung
|der elektrischen Polarisation und somit das Auftreten einer
elektrischen Spannung an Festkörpern,

Dieser Satz ist nur bei sehr theoretischen Randbedingungen korrekt, in
der Praxis leider nie.

|Durch mechanischen Druck verlagert sich der positive (Q+) und negative
Ladungsschwerpunkt (Q–).
|Dadurch entsteht ein Dipol,

Bis hierher ist das korrekt

> eine elektrische Spannung am Element.

Das ist der Irrtum. Es ist eine (minimale) Ladungsverschiebung, die
einen Kondensator, den die zwei Elektroden auch darstellen, ebenfalls
bilden. Existiert eine leitfähige Verbindung (uns sei sie noch so
hochohmig) wird sich diese Ladung in endlicher Zeit ausgleichen.

Wenn ich auf einen Piezo schlage, gibt dieser eine meßbare Spannung ab.
Schlage ich stärker, ist die meßbare Spannung höher.

Mit einem gewissen Hochpasscharakter ist das so.

Es handelt sich also um eine Überlagerung einer Wechselspannung auf
eine DC-Spannung [1].

Genau diese DC-Spannung wird es in der Praxis nie geben. Man kann den
Hochpass durch hochohmige Eingänge beeinflussen, eine DC-Spannung wird
es aber bei konstantem Anpressdruck/Verformung nie geben.

Marte

 

[Marte Schwarz]

Hi Michael,

Dickenschwingung des Piezos dann eine Biegeschwingung der Metallscheibe
werden, ähnlich wie bei einem Bimetall.

So wird das wohl sein.

Marte

 

[Marte Schwarz]

Hi Helmut,
> https://de.wikipedia.org/wiki/Ferroelektrischer_Lautsprecher
Guter Suchtreffer. Leider ist der Titel hier streng genommen falsch.
Auch wenn das Material dieser Schwinger ferroelektrisch sind, hier wird
nicht der Effekt der Ferroelektrizität verwendet, sondern der
Piezoeffekt. Die sind zwar verwandt, wie Hund und Dackel. Trotzdem ist
noch nicht jeder Hund deswegen ein Dackel.
Das sind und bleiben Piezolautsprechenr.

Marte

 

[Marte Schwarz]

Hi Michael,

Ich habe das jetzt mal gelesen und nur eine Info vermisst:
Ändert sich das Volumen des Piezokristalls beim Schwingen? Da habe ich
keine eindeutige Aussage gefunden. ChatGPT behauptet, das Volumen ändert
sich, aber dem glaube ich nicht.

ChatGPT haluziniert gerne, das sollte sich herumgesprochen haben. Der
Piezoeffekt funktioniert ja gerade, weil sich das Volumen im Großen und
Ganzen eben nicht ändert. Ja, genau genommen wird sich das Volume sehtr
wohl, wenn Du das Gitter verformst. Der Effekt ist aber untergeordnet.

Wenn eine Dickenschwingung aber automatisch mit einer Radialschwingung
einhergeht, dann führt das zusammen mit der Messingscheibe doch
automatisch zu einer Biegeschwingung und dann passt auch wieder alles
zusammen.

Passt so.

Die Umsetzung von Dickenschwingung in Radialschwingung in
Biegeschwingung erfolgt dann über ein Übersetzungsverhältnis, also z.B.:
Eine Dickenänderung von 1µm führt zu einer radialen Durchmesseränderung
von 100µm. Das wiederum führt zu einer Durchbiegung der Scheibe von z.B.
200µm.
Die Zahlen sind bei den Haaren herbeigezogen, aber man kann meines
Erachtens gut erkennen, dass der Effekt der Durchbiegung dieses Aufbaus
deutlich größer ist als der der reinen Dickenschwingung.

Guter Punkt

Wollte man die reine Dickenschwingung nutzen, müsste man die Scheibe
zwischen zwei Metallplatten kleben und vermutlich mit deutlich größerer
seismischer Masse arbeiten, um ähnliche Amplituden zu erreichen.

Im Umkehrschluß ist die Frage: Willst Du das auch?
Das gilt dann, wenn Du in ein weiches Medium, wie Luft einkoppeln
willst. Dein Körperschall kommt aber mit sehr wenig Amplitude und
seitens der akustischen Impedanz sehr hart daher. Du willst also auch
hart ankoppeln, mit wenig Amplitude aber viel Kraft. Da ist der
Dickenschwinger aber klar im Vorteil. Der Hebel wirkt als
Körperschallaufnehmer gegen Dich, nicht für Dich. Den hat amn hier
eingebaut, weil das Ziel hier die akustische Ankopplung an die weiche
Luft im Ziel stand, also mit wenig Kraft, viel Weg zu machen.

> Spannendes Thema und nur auf den ersten Blick trivial.

Sonst wäre es ja zu einfach ;-)

Marte

 

[Heiner Hass]

Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> schrieb:

Nein, es ist Unsinn pur und inhaltlich einfach irrelevant und falsch
gleichzeitig. Die Gewichtskraft der Masse interessiert hier nieemanden,
es sei denn als Störeinfluss. Das Prinzip der Trägheit scheinst Du hin
diesem Zusammenhang nicht verstanden zu haben. Darauf kommt es hier aber an.

genau so ist es.

--
Gruss Heiner

 

[Michael S.]

Am 10.07.2023 um 17:45 schrieb Marte Schwarz:

Wollte man die reine Dickenschwingung nutzen, müsste man die Scheibe
zwischen zwei Metallplatten kleben und vermutlich mit deutlich
größerer seismischer Masse arbeiten, um ähnliche Amplituden zu erreichen.

Im Umkehrschluß ist die Frage: Willst Du das auch?
Das gilt dann, wenn Du in ein weiches Medium, wie Luft einkoppeln
willst. Dein Körperschall kommt aber mit sehr wenig Amplitude und
seitens der akustischen Impedanz sehr hart daher. Du willst also auch
hart ankoppeln, mit wenig Amplitude aber viel Kraft. Da ist der
Dickenschwinger aber klar im Vorteil. Der Hebel wirkt als
Körperschallaufnehmer gegen Dich, nicht für Dich. Den hat amn hier
eingebaut, weil das Ziel hier die akustische Ankopplung an die weiche
Luft im Ziel stand, also mit wenig Kraft, viel Weg zu machen.

Genau diese Gedanken sind mir auf meiner abendlichen MTB-Runde auch
durch den Kopf gegangen.
Stichwort Impedanzanpassung.

Hier fehlt mir völlig das Bauchgefühl. In der Praxis liegt der
Schallaufnehmer nur an wenigen Punkten auf dem rauhen Asphalt auf, meist
wohl nur an 3 Punkten. Durch die dort hohe Flächenpressung ist die
Anbindung dann doch wieder deutlich weicher, als wenn der
Schallaufnehmer flächig auf hartem Beton aufliegen würde.

Aber jetzt wirds hochspekulativ.
Einig sind wir uns in dem Punkt, dass der \"Dickenschwinger-Effekt\" bei
gleicher Schallamplitude ein vielfaches an Signal erzeugt als der
\"Biegeschwinger-Effekt\".
Die Frage ist nur, ob eine so harte und massive Anbindung die Amplitude
nicht massiv wegdämpft (Fehlanpassung).

Irgendwo dazwischen wird das Optimum liegen.

Michael

 

[Bernd Mayer]

Am 08.07.23 um 16:02 schrieb Bernd Mayer:

Am 08.07.23 um 15:32 schrieb Michael S.:
Am 27.06.2023 um 20:02 schrieb Michael S.:
zur Ortung von Lecks in Wasserleitungen im Boden gibts im
professionellen Bereich solche Dinger:
https://www.hawle-service.at/produkte/leckortungsgeraete/bodenmikrofone

Zur Ortung eines Rohrbruchs in unserer privaten Wasserversorgung
möchte ich sowas nachbauen.
Da ich im Netz keine Quellen zum Bau eines Bodenmikrofons für diesen
Zweck gefunden habe, möchte ich es anderen einfacher machen, weshalb
ich mein Vorgehen in einem Video verewigt habe:

https://www.youtube.com/watch?v=nrbYF5Y240E


das Video gefällt mir!

Nachtrag:

ich habe jetzt nochmal aufs Grundrauschen des Gerätes geachtet.
Ich finde das recht laut, falls das nicht das Blätterrauschen oder ein
Wasserfall in der das Natur war.

Das Ploppen beim Aufsetzen auf den Boden ist recht laut.

Da könnte man noch eine Mute-Funktion (Stummschaltung) einbauen zum Wohl
des \"Wünschelrutengängers\".

Evtl. reicht da ein einfacher Schalter am Boden des Gerätes der beim
Aufsetzen/Abheben betätigt wird.

Wieviel Ohm hat der Kopfhörer?
Hängt der direkt am Ausgang des MAX9814?
Oder hat der Kopfhörer einen Verstärker integriert?


Bernd Mayer

 

[Helmut Schellong]

On 07/10/2023 17:12, Marte Schwarz wrote:

Hi Helmut,
Was hier eher stört. Lass Dir doch auch mal was sagen, wenn Michael sich schon so viel Zeit für Dich nimmt. Seine Ausführungen waren korrekt und sinnvoll dargestellt.
Ganz unabhängig davon hat er zwischendurch immer wieder Aussagen getätigt, die
ich nicht ohne Antwort stehen lassen wollte, auch weil sie manchmal falsch sind.

Du liegst ganz offensichtlich falsch. Jeder außer Dir merkt das.

Feder und Gewicht ziehen _beide_ immer in die gleiche Richtung, mit nahezu konstanter Kraft (in Betriebslage).

Nur, dass es darauf hier gar nicht ankommt.
Das Schraubengewicht erzeugt eine mechanische Vorspannung des Piezos, mit Durchbiegung als Folge.
Die Feder erzeugt eine (gleiche)  mechanische Vorspannung des Piezos, mit Durchbiegung als Folge.

Jedoch _nur_ mit der Feder soll das Signal = 0 sein?!

Ist das nun (erneut) Rechthaberei, Haarspalterei?

Nein, es ist Unsinn pur und inhaltlich einfach irrelevant und falsch gleichzeitig. Die Gewichtskraft der Masse interessiert hier nieemanden, es sei denn als Störeinfluss. Das Prinzip der Trägheit scheinst Du hin diesem Zusammenhang nicht verstanden zu haben. Darauf kommt es hier aber an.

Selbstverständlich habe ich das begriffen, von Anfang an, und zwar korrekt.
Ich kenne seit den 1970er Jahren alte Seismographen mit einer aufgehängten trägen Masse von vielleicht 500 kg.
An dieser Masse war eine Schreibfeder befestigt, und das Schreibpapier bewegte sich unter der unbewegten Schreibfeder.

Es kommt mir so vor, als ob die Wirkung der Feder trotz mehrfacher Erklärung bisher nicht begriffen wurde.

Und zwar wirkt die Feder wie eine starre Stange - für das Signal!
Und an ihrem unteren Ende ist eine feststehende träge Masse befestigt.

Peinlich nur, falls sie unzutreffend ist.

Peinlich ist hier, dass Du die physikalischen Zusammenhänge nicht begreifen willst, obwohl an sie Dir mehrfach erklärt hat.

Gleichermaßen will man meine Feder nicht begreifen.

Analogie:
Eine Autokarosserie steht auf abgestimmten Druckfedern (ohne Stoßdämpfer).
Die Federn werden durch das Gewicht um 10cm zusammengedrückt.
Berührt man die Karosserie kräftig, dümpelt diese eine Weile weich vor sich hin.
--------
Es werden nun wesentlich stärkere Federn eingesetzt.
Diese werden nur um 1cm zusammengedrückt.
Eine wirksame Federung ist folglich praktisch nicht mehr vorhanden.
Die Straße schlägt ohne Entkopplung hart durch bis zur Karosserie.
Beinahe so, als ob die Federn starre Stangen wären.
Nur sehr hohe Frequenzen werden gedämpft.
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Ist meine Feder nun verstanden worden?
Für hohe Frequenzen wirkt die Feder nahezu wie eine Stange!

Folglich eine Stange am Piezo, an der Stange eine träge Masse.
Also identisch mit dem Schraubengewicht-Konzept - bis auf die Frequenzselektivität!

Ich habe ein Bauelement für mechanische Frequenzfilter eingesetzt.

Ein Piezo gibt proportionale Spannung ab.
Je mehr Druck und Verformung, desto mehr Spannung.

Nein. Es gibt nur eine Ladungsverschiebung.

|Die Piezoelektrizität, auch piezoelektrischer Effekt oder kurz Piezoeffekt, beschreibt die Änderung
|der elektrischen Polarisation und somit das Auftreten einer elektrischen Spannung an Festkörpern,

Dieser Satz ist nur bei sehr theoretischen Randbedingungen korrekt, in der Praxis leider nie.

|Durch mechanischen Druck verlagert sich der positive (Q+) und negative Ladungsschwerpunkt (Q–).
|Dadurch entsteht ein Dipol,

Bis hierher ist das korrekt

eine elektrische Spannung am Element.

Das ist der Irrtum. Es ist eine (minimale) Ladungsverschiebung, die einen Kondensator, den die zwei Elektroden auch darstellen, ebenfalls bilden. Existiert eine leitfähige Verbindung (uns sei sie noch so hochohmig) wird sich diese Ladung in endlicher Zeit ausgleichen.

Wenn ich auf einen Piezo schlage, gibt dieser eine meßbare Spannung ab.
Schlage ich stärker, ist die meßbare Spannung höher.

Mit einem gewissen Hochpasscharakter ist das so.

Genau das meine ich doch.
Ab einer gewissen Frequenz (vielleicht 300 Hz) sind meßbare Spannungen vorhanden.

Es handelt sich also um eine Überlagerung einer Wechselspannung auf eine DC-Spannung [1].

Genau diese DC-Spannung wird es in der Praxis nie geben.

Ja, sagte ich bereits.
Die Ladung verfliegt schnell.

> Man kann den Hochpass durch hochohmige Eingänge beeinflussen, eine DC-Spannung wird es aber bei konstantem Anpressdruck/Verformung nie geben.

Anders herum ist jedoch DC möglich.
Eine angelegte DC-Spannung verformt den Piezo dauerhaft (?).
Das widerspräche dem kapazitiven Charakter.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
http://www.schellong.de/htm/bishmnk.htm http://www.schellong.de/htm/rpar.bish.html http://www.schellong.de/htm/sieger.bish.html
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm http://www.schellong.de/htm/tuner.htm
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