خصائص القبول للسيراميك كهرضغطية

يتم تحليل خصائص القبول بشكل أكبر بناءً على مخطط الدائرة المكافئ الذي تم الحصول عليه لـ محول السيراميك الكهرضغطي . من أجل تبسيط الاشتقاق، من المفترض أن محول الطاقة الخزفي الكهرضغطي ليس لديه فقدان كهربائي، أي 0R = 0، والدائرة المكافئة هي دائرة LC. لتحليل فرع السلسلة، وفقًا لتعريف تردد الرنين، دع 1B=0، 1G=0 أو 111RG= يمكن الحصول عليها. نظرًا لأن المقاومة الديناميكية لمحول الطاقة الخزفي الكهرضغطي الفعلي 0R لا يمكن أن تكون صفرًا، فيمكن معرفة التعبير عن 1G أن 111RG فقط يفي بحالة الرنين المتسلسل. ثم بالنظر إلى الوضع بعد إضافة مكثف ثابت، السعة الثابتة، فإن قبول محول الطاقة يعادل حساسية فرع السلسلة. بشكل عام، عامل الجودة الميكانيكية لمحول الطاقة الخزفي الكهرضغطي كبير، أي أنه بالقرب من تردد الرنين المتسلسل، تتغير قيمة 00CjY مع التردد ويمكن تقريبها كثابت. لذلك، من الضروري فقط تغيير إحداثيات دائرة القبول التي حصل عليها فرع السلسلة، ويبقى الإحداثي بدون تغيير للحصول على محول الطاقة بعد إضافة مكثف ثابت، ثم ضع في الاعتبار المقاومة الثابتة لمحول الطاقة. من غير المرجح أن تكون دائرة القبول الفعلية مماسة للمحور الطولي، ولكن للاتجاه الإيجابي للمحور الأفقي بمقدار معين (يعتمد مقدار المسافة الانتقالية على مقاومة المقاومة الثابتة)، ويبين تحليل موجز لمخطط القبول أنه عندما يكون sff< هو s، تكون قيمة الحساسية أكبر من الصفر. عندما تكون sff s، تكون قيمة الحساسية أقل من الصفر. ولذلك، مع زيادة التردد، تتغير دائرة القبول في اتجاه عقارب الساعة. بالإضافة إلى ذلك، يوجد بالقرب من تردد الرنين المتسلسل نقطتي تردد بحيث يكون إجمالي الحساسية لمحول الطاقة صفرًا. 

في هذا الوقت، بعد مرور إشارة الطاقة عبر محول الطاقة، تتغير السعة فقط، ولا يوجد تغيير في الطور، أي أن إشارات الجهد والتيار في طور هذين الترددين، وتسمى القيمة الأصغر للتردد rf بتردد الرنين مادة صلبة من السيراميك الكهرضغطي ، ويسمى التركيز البؤري التلقائي الأكبر بالتردد المضاد للرنين. بالإضافة إلى ذلك، هناك تردد mf الذي يزيد من قيمة القبول لمحول الطاقة وتردد nf الذي تكون فيه قيمة القبول هي الأصغر. يسمى التردد pf عند تقاطع نقطة الأصل ونقطة تردد الرنين المتسلسلة ودائرة القبول بتردد الرنين الموازي. بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن المناقشة المذكورة أعلاه يتم إجراؤها ضمن نطاق تباين صغير للتردد حول تردد رنين وضع الاهتزاز. عندما يكون قطر دائرة القبول أكبر بكثير من تغير 0C في نطاق التردد هذا. هذا صحيح، وإلا فإن منحنى القبول لمحول الطاقة سيصبح معقدًا للغاية، مع خصائص منحنى الكرمة. وفقًا لعملية الاشتقاق لمخطط القبول أعلاه، يتم تقديم العلاقة بين كل معلمة ومخطط القبول في الدائرة المكافئة لمحول الطاقة الخزفي الكهرضغطي أدناه، ويتم تقديم صيغ الحساب الخاصة بها. في مخطط القبول لمحول الطاقة، يكون القطر موازيًا للمحور الطولي، ويتم تقريب القبول عند نقطتين، يُشار إليهما على التوالي بـ 1f و2f. عند 1f، تكون قيم التوصيل الديناميكي وقيم الحساسية لفروع السلسلة متساوية.

ويمكن ملاحظة ذلك من الاشتقاق النظري أعلاه لطريقة دالة الارتباط. ومبدأ القياس وفرق الطور إشارة قياس الأسطوانة الخزفية Pzt4 مستقلة عن تردد الإشارة. وهذا يعني أن طريقة وظيفة الارتباط لا تتأثر بالتردد ويمكن استخدامها لقياس فرق الطور للإشارة ذات التردد غير المعروف. وفي الوقت نفسه، يعتمد اشتقاق طريقة دالة الارتباط على دالة جيبية. لذلك، لا يمكن استخدامه إلا لقياس إشارات الجيب أو جيب التمام، ولا يمكنه قياس الإشارات الدورية العامة.

منذ إشارة تدخل الضوضاء لا يرتبط عمود السيراميك الكهرضغطي بالإشارة الأصلية، ويمكن لطريقة وظيفة الارتباط أن تمنع تداخل الضوضاء بشكل فعال. ومع ذلك، إذا كانت هناك إشارة تداخل ارتباط قوية في النظام، وكانت نسبة الإشارة إلى الضوضاء منخفضة نسبيًا، فسيكون خطأ قياس طريقة وظيفة الارتباط كبيرًا نسبيًا. يمكن أن نرى من صيغة الحساب النهائية للتسلسل المنفصل لطريقة دالة الارتباط أن نتيجة الحساب مرتبطة بعدد النقاط، أي أن حجم خطأ القياس يرتبط بعدد نقاط أخذ العينات، والعدد الأكبر من نقاط أخذ العينات أقرب إلى نتيجة الحساب هي القيمة الحقيقية. خطأ القياس أصغر. بناءً على التحليل أعلاه لخصائص طريقة وظيفة الارتباط، يمكن ملاحظة أن طريقة وظيفة الارتباط تتمتع بقدرة قوية على كبت إزاحة التيار المستمر والضوضاء في إشارة التحويل التي تم أخذ عينات منها. يرجع الخطأ أساسًا إلى استخدام العينة ذات الطول المحدود بدلاً من اللون الأبيض الغاوسي. خطأ تقدير الضوضاء A/D يجعل الإشارة الجيبية المكتشفة غير مرتبطة تمامًا بإشارة الضوضاء. ولذلك، فإن خطأ القياس لطريقة دالة الارتباط يرتبط بعدد بتات التحويل A/D، ونسبة الإشارة إلى الضوضاء للإشارة لها عدد نقاط الاستحواذ.

إن تركيب منحنى المربعات الصغرى المقيدة لدائرة القبول هو أننا حصلنا على قيم التوصيل والقبول لمحول الطاقة الكهرضغطية عند كل تردد اختبار، ورسمنا مخطط دائرة القبول، لكن هذا ليس كافيًا. 

ويمكن رؤيته من صيغة الحساب لمختلف المعلمات الأقراص الكهرضغطية هي دائرة مكافئة من السيراميك الانضغاطي والتي نحتاجها أيضًا للحصول على قيمة مركز ونصف قطر دائرة القبول. للقيام بذلك، من الضروري إجراء منحنى دائري مناسب للنقاط المنفصلة التي تم الحصول عليها. هناك طرق عديدة لتناسب الدائرة. ومن الشائع استخدام طريقة المتوسط، وطريقة المتوسط ​​المرجح، وطريقة المربعات الصغرى. فكرة الطريقة المتوسطة هي حساب القيمة المتوسطة للإحداثيات الأفقية والرأسية لكل نقطة منفصلة على حدة، وباعتبار الإحداثيات الأفقية والرأسية لمركز الدائرة، فإن القيمة المتوسطة للمسافة من مركز الدائرة إلى كل نقطة منفصلة تؤخذ على أنها نصف القطر. هذه الطريقة سهلة الحساب ومناسبة للحالة التي يتم فيها توزيع النقاط المنفصلة بشكل أكثر انتظامًا. ومع ذلك، في حالة التوزيع غير المتساوي، سيتم انحياز موضع المركز المحسوب نحو الجانب الذي يتم فيه توزيع النقاط المنفصلة بكثافة، وستكون القيمة المحسوبة لنصف القطر صغيرة جدًا. طريقة المتوسط ​​المرجح هي تحسين لطريقة المتوسط. فهو يضيف معاملاً يتعلق بطول القوس بين نقطتين متجاورتين عند حساب إحداثيات المركز، مما يقلل من تأثير التوزيع غير المتساوي للنقاط المنفصلة ويقلل الخطأ. ومع ذلك، نظرًا لأنه لا يمكن الحصول على طول القوس بين نقطتين متجاورتين بدقة (في الممارسة العملية، يتم استخدام المسافة بين نقطتين)، فإن الخطأ لا يزال كبيرًا. وفي المقابل، فإن طريقة المربعات الصغرى لديها دقة أعلى.