تلفات دی الکتریک و ثابت پیزوالکتریک سرامیک پیزوالکتریک

اجزای حلقه پیزو

اجزای حلقه پیزو

مبدل سرامیکی پیزوالکتریک

از دست دادن دی الکتریک از سرامیک پیزوالکتریک انرژی از دست رفته در دی الکتریک به دلیل شل شدن قطبش و نشت ناشی از میدان الکتریکی است. هنگامی که دی الکتریک تحت یک میدان الکتریکی قرار می گیرد، مدت زمانی طول می کشد تا انرژی از میدان الکتریکی جذب شود و قطبش می تواند به مقدار نهایی خود برسد. این پدیده آرامش قطبی است. نشت اتلاف دی الکتریک یکی دیگر از دلایل تلفات دی الکتریک است، به ویژه در شرایط میدان شدید یا دمای بالا، این اتلاف انرژی اجزای حلقه پیزو از طریق تولید گرما مصرف می شود. معمولاً تلفات دی الکتریک با مماس تلفات tanO نشان داده می شود که نشان دهنده نسبت توان فعال به توان راکتیو دی الکتریک است و معمولاً برابر است با IR کسری انرژی دی الکتریک مصرف شده توسط محیط و انرژی مرده کسری که انرژی مصرف نمی کند، یعنی tan&=IR/l.

یک مقاومت تلفاتی در برادر وجود دارد که نشان دهنده مصرف این بخش از انرژی الکتریکی است و شدت میدان الکتریکی، دما و فرکانس میدان الکتریکی با هم مرتبط هستند، بنابراین اتلاف دی الکتریک سنسور لوله پیزوالکتریک نیز با قدرت میدان، دما و فرکانس میدان الکتریکی مرتبط است. هر چه تلفات دی الکتریک عمومی بیشتر باشد، عملکرد ماده بدتر است. با استفاده از آنالایزر امپدانس AC HP 4294A، افت در 1 کیلوهرتز به عنوان افت دی الکتریک نمونه اندازه گیری شد. ثابت دی الکتریک نمونه در فرکانس 1 کیلوهرتز با استفاده از آنالایزر امپدانس AC HP4294A اندازه گیری شد. ثابت دی الکتریک s33 با توجه به حجم نمونه بر اساس فرمول زیر محاسبه شد: که در آن t ضخامت نمونه و d قطر نمونه است.

ثابت پیزوالکتریک یک تانسور متقارن مرتبه سوم است، کریستال حلقه های پیزو یک کمیت فیزیکی ماکروسکوپی است که نشان دهنده رابطه جفت بین اثر الاستیک و اثر الکترود یک جسم پیزوالکتریک است. برای مواد متعلق به ساختار گروه نقطه ای 4 میلی متر، سه ضریب پیزوالکتریک وجود دارد که عبارتند از d33، d15 و d31، و تنها مقدار a33 معمولاً با توجه به شرایط واقعی اندازه گیری می شود. روش شبه استاتیک معمولا برای اندازه گیری روش بار نیرو و روش ولتاژ استفاده می شود. کریستال پیزوالکتریک هایفو بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. هنگامی که فشار به نمونه اعمال می شود به طور ناگهانی تغییر می کند، بار روی نمونه تغییر می کند و الکتریسیته تولید شده Q با یک جریان سنج هجومی اندازه گیری می شود. اگر فشار اعمال شده F باشد، اصل اندازه گیری آن اعمال تنش ارتعاشی فرکانس پایین (چند هرتز تا چند صد هرتز) به مبدل سرامیکی پیزوالکتریک برای اندازه گیری و نمونه استاندارد ضریب پیزوالکتریک شناخته شده است و سطح نمونه باید صاف باشد. بار پیزوالکتریک دو نمونه جمع آوری و مقایسه می شود و مدار پردازش می شود تا 3 مقدار نمونه را مستقیماً از دیجیتال اندازه گیری کند و قطبیت نمونه نیز نمایش داده می شود.