Toelatingseienskappe van piëzo-elektriese keramiek

Die toelatingseienskappe word verder ontleed op grond van die verkrygde ekwivalente stroombaandiagram van die piëzo-elektriese keramiek-omskakelaar . Ten einde die afleiding te vereenvoudig, word aanvaar dat die piëso-elektriese keramiektransduktor geen elektriese verlies het nie, dit wil sê 0R=0, en die ekwivalente stroombaan is 'n LC-stroombaan. Vir die ontleding van die reekstak, volgens die definisie van die resonansfrekwensie, laat 1B=0, 1G=0 of 111RG= verkry word. Aangesien die werklike piëso-elektriese keramiekomskakelaar se dinamiese weerstand 0R nie nul kan wees nie, kan die uitdrukking van 1G bekend wees dat slegs 111RG aan die voorwaarde van serieresonansie voldoen. As u dan die situasie in ag neem nadat 'n statiese kapasitor die statiese kapasitansie bygevoeg is, is die toelating van die transducer gelykstaande aan die susceptansie van die reekstak. Oor die algemeen is die meganiese kwaliteitsfaktor van die piëso-elektriese keramiek-omskakelaar groot, dit wil sê, naby die reeks resonante frekwensie, die waarde van 00CjY wissel met frekwensie en kan benader word as 'n konstante. Daarom is dit net nodig om die ordinaat van die admittansiesirkel wat deur die reekstak verkry word, te skuif, en die abskis bly onveranderd om die omskakelaar te verkry nadat die statiese kapasitor bygevoeg is, en dan die statiese weerstand van die omskakelaar te oorweeg. die werklike admittansiesirkel sal waarskynlik nie raaklyn aan die lengte-as nie, maar aan die positiewe rigting van die horisontale as met 'n sekere mate (die hoeveelheid translasieafstand hang af van die weerstand van die statiese weerstand), 'n Kort ontleding van die admittansiekaart toon dat wanneer sff< s is, die susceptansiewaarde groter as nul is. Wanneer sff s is, is die susceptansiewaarde minder as nul. Daarom, soos die frekwensie toeneem, verander die toegangsirkel in 'n kloksgewyse rigting. Boonop is daar in die omgewing van die serieresonante frekwensie twee frekwensiepunte sodat die totale susceptansie van die omskakelaar nul is. 

Op hierdie tydstip, nadat die kragsein deur die omskakelaar gegaan het, verander slegs die amplitude, en daar is geen faseverandering nie, dit wil sê, Die spanning en stroom seine is in fase van hierdie twee frekwensies, die kleiner waarde van die frekwensie rf word die resonante frekwensie van genoem. harde materiaal piëso-elektriese keramiek , en die groter af word die anti-resonante frekwensie genoem. Daarbenewens is daar 'n frekwensie mf wat die admittansiewaarde van die omskakelaar maksimeer en 'n frekwensie nf waarby die admittansiewaarde die kleinste is. Die frekwensie pf by die kruising van die oorsprong en die serieresonante frekwensiepunt en die admittansiesirkel word die parallelle resonante frekwensie genoem. Daarbenewens moet veral daarop gewys word dat bogenoemde bespreking binne 'n klein frekwensievariasiereeks rondom 'n vibrasiemodusresonansiefrekwensie uitgevoer word. wanneer die deursnee van die admittansiesirkel baie groter is as die verandering van 0C in hierdie frekwensiegebied. Dit is korrek, anders sal die admittansiekromme van die transducer baie ingewikkeld raak, met die kenmerke van die wingerdkromme.Volgens die afleidingsproses van bogenoemde admittansiekaart word die verwantskap tussen elke parameter en die admittansiekaart in die ekwivalente stroombaan van die piëzo-elektriese keramiektransducer hieronder bekendgestel, en die onderskeie berekeningsformules word gegee. In die admittansiediagram van die transducer word die deursnee parallel aan die lengte-as gemaak, en die admittansie word afgerond by twee punte, wat onderskeidelik as 1f en 2f aangedui word. By 1f is die dinamiese konduktansie- en susceptansiewaardes van die reekstakke gelyk.

Dit kan gesien word uit bogenoemde teoretiese afleiding van die korrelasiefunksiemetode.metingsbeginsel en faseverskil van die Pzt4 piëzokeramiese silinder meetsein is onafhanklik van die frekwensie van die sein. Dit wil sê, die korrelasiefunksiemetode word nie deur die frekwensie beïnvloed nie en kan gebruik word om die faseverskil van die sein van die onbekende frekwensie te meet. Terselfdertyd is die afleiding van die korrelasiefunksiemetode gebaseer op 'n sinusvormige funksie. Daarom kan dit slegs gebruik word om sinus- of cosinusseine te meet, en dit kan nie algemene periodieke seine meet nie.

Sedert die geraas interferensie sein van kolom piëso-elektriese keramiek is nie gekorreleer met die oorspronklike sein, kan die korrelasie funksie metode effektief geraas interferensie onderdruk. As daar egter 'n sterk korrelasie-interferensiesein in die stelsel is, en die sein-tot-geraas-verhouding is relatief laag, sal die korrelasiefunksiemetode-meetfout relatief groot wees. Dit kan gesien word uit die finale berekeningsformule van die diskrete volgorde van die korrelasiefunksiemetode dat die berekeningsresultaat verband hou met die aantal punte, dit wil sê, die grootte van die meetfout is verwant aan die aantal steekproefpunte, en die groter aantal steekproefpunte is nader want die berekeningsresultaat is aan die ware waarde. Die meetfout is kleiner. Gebaseer op bogenoemde ontleding van die kenmerke van die korrelasiefunksiemetode, kan gesien word dat die korrelasiefunksiemetode sterk onderdrukkingsvermoë het vir GS-offset en geraas in die gemonsterde omskakelingsein. Die fout is hoofsaaklik omdat die eindige lengte monster in plaas van Gaussiese wit gebruik word. Die geraas A/D kwantiseringsfout maak dat die bespeurde sinusvormige sein nie heeltemal ongekorreleer met die geraassein nie. Daarom is die metingsfout van die korrelasiefunksiemetode verwant aan die aantal bisse van die A/D-omskakeling, die sein-tot-geraasverhouding van die sein het die aantal verkrygingspunte.

Die beperkte kleinste-kwadrate-krommepassing van die admittansiesirkel is dat ons die konduktansie- en susceptansiewaardes van die piëso-elektriese omvormer by elke toetsfrekwensie verkry het, en die admittansiesirkeldiagram teken, maar dit is nie genoeg nie. 

Dit kan gesien word uit die berekeningsformule van die verskillende parameters van die piëzo-elektriese skywe piëzo-keramiek- ekwivalente stroombaan wat ons ook nodig het om die waarde van die middelpunt en radius van die toegangsirkel te verkry. Om dit te doen, is dit nodig om 'n sirkelvormige krommepassing op die verkryde diskrete punte uit te voer. Daar is baie maniere om 'n sirkel te pas. Algemeen gebruik is die gemiddelde metode, die geweegde gemiddelde metode en die kleinste kwadrate metode. Die idee van die gemiddelde metode is om die gemiddelde waarde van die horisontale en vertikale koördinate van elke diskrete punt afsonderlik te bereken, en as die horisontale en vertikale koördinate van die middel van die sirkel, word die gemiddelde waarde van die afstand vanaf die middel van die sirkel na elke diskrete punt as die radius geneem. Hierdie metode is eenvoudig om te bereken en is geskik vir die geval waar die diskrete punte meer eenvormig versprei word. In die geval van oneweredige verspreiding, sal die berekende middelposisie egter bevooroordeeld wees na die kant waar die diskrete punte dig versprei is, en die berekende waarde van die radius sal te klein wees. Die geweegde gemiddelde metode is 'n verbetering van die gemiddelde metode. Dit voeg 'n koëffisiënt by wat verband hou met die booglengte tussen twee aangrensende punte wanneer die middelkoördinate bereken word, wat die invloed van ongelyke verspreiding van diskrete punte verminder en die fout verminder. Aangesien die booglengte tussen twee aangrensende punte egter nie akkuraat verkry kan word nie (in praktyk word die afstand tussen twee punte gebruik), is die fout steeds groot. Daarteenoor het die kleinste-kwadrate-metode hoër akkuraatheid.