Nuacht

Tá tú anseo: Baile / Nuacht / Bunúsacha na Criadóireachta piezoelectric / Anailís ar pharaiméadair feidhmíochta ceirmeacha piezoelectric

Anailís ar pharaiméadair feidhmíochta ceirmeacha piezoelectric

Radhairc: 10 Údar: Eagarthóir Suímh Am Foilsithe: 2018-11-28 Bunús: Suíomh

Fiosraigh

Monarú den scoth De ghnáth éilíonn comhpháirteanna ceirmeacha piezoelectric ceanglais maidir le feidhmíocht criadóireacht piezoelectric. Toisc go bhfuil tionchar cinntitheach ag feidhmíocht criadóireachta piezoelectric ar chaighdeán na gcomhpháirteanna. Dá bhrí sin, chun comhpháirteanna na criadóireachta piezoelectric a phlé agus a thuiscint, ní mór dúinn an chéad tuiscint a fháil ar pharaiméadair feidhmíochta agus modhanna tomhais criadóireachta piezoelectric. Tá airíonna piezoelectric ag criadóireacht piezoelectric chomh maith le hairíonna tréleictreach agus leaisteacha na n-ábhar tréleictreach ginearálta. Tá anisotrópacht ag criadóireacht piezoelectric tar éis cóireála polaraithe, agus tá luachanna difriúla ag gach paraiméadar feidhmíochta i dtreonna difriúla, rud a fhágann go bhfuil paraiméadair feidhmíochta criadóireacht piezoelectric i bhfad níos mó ná an criadóireacht tréleictreach isotrópach ginearálta. . Tá paraiméadair feidhmíochta iomadúla na criadóireachta piezoelectric ina mbonn tábhachtach dá úsáid fhorleathan.

(1) Tairiseach tréleictreach
Is léiriú é an tairiseach tréleictreach ar airíonna tréleictreach a piezo cylinde piezoceramic , nó nádúr an polarú, agus tá sé in iúl de ghnáth ag ε. Tá ceanglais tairiseacha tréleictreach difriúla ag comhpháirteanna ceirmeacha piezoelectric chun críocha éagsúla le haghaidh criadóireacht piezoelectric. Mar shampla, éilíonn comhpháirt fuaime cosúil le cainteoir ceirmeach piezoelectric go bhfuil tairiseach tréleictreach mór ag ceirmeach, agus éilíonn comhpháirt ceirmeach piezoelectric ardmhinicíochta go bhfuil tairiseach tréleictreach íseal ag ábhar. Is é an gaol idir an tairiseach tréleictreach ε agus toilleas C na dúile, an t-achar leictreoid A agus an fad idir na leictreoidí ná ε=C·t/A . áit gurb é F aonad gach paraiméadar an toilleas C, agus is é M2 achar an leictreoid A, is é m an spásáil leictreoid t, agus is é F/m an tairiseach tréleictreach ε. Uaireanta úsáidtear an ceadacht choibhneasta εr (nó κ), a bhaineann leis an gceadúnas iomlán ε. εr=ε/εo áit arb é εo tairiseach tréleictreach an fholús (nó an spás saor), εo=8.85×10- 12 (F/m), cé nach bhfuil aonad agus luach ag εr.

(2) An polarú Cuirtear polacriostalach isotrópach roimh thrasduchtóir feadáin piezo , a bhfuil an tairiseach tréleictreach céanna aige feadh na dtreoracha 1(x), 2(y), agus 3(z), is é sin, tairiseach tréleictreach amháin. Tar éis an chóireáil polaraithe, déantar polycrystal anisotrópach a fhoirmiú mar gheall ar an polaraíocht iarsma a ghintear sa treo polaraithe. Ag an am seo, tá na hairíonna tréleictreach sa treo polaraithe difriúil ó na cinn sa dá threo eile. Bíodh treo polaraithe na ceirmeacha sa 3 treo: ε11 = ε22 ≠ ε 33. Tá dhá tairiseach tréleictreach ε11 agus ε33 ag an gceirmeach piezoelectric polaraithe. Mar gheall ar éifeacht piezoelectric criadóireacht piezoelectric, tá tairisigh tréleictreach tomhais na samplaí difriúil faoi choinníollacha meicniúla éagsúla. Faoi choinníollacha saor ó mheicniúil, tugtar an tairiseach tréleictreach saor in aisce ar an tairiseach tréleictreach tomhaiste, agus i εT, is ionann T an chúinne uachtarach agus an riocht saor meicniúil. Faoi choinníollacha clampála meicniúil, déantar tagairt don tairiseach tréleictreach tomhais mar an tairiseach tréleictreach clampála, arna shloinneadh mar εS, agus is é an tagairt uachtarach S an coinníoll clampála meicniúil. Ós rud é go bhfuil réimse leictreach breise a ghintear trí dhífhoirmiú faoi na coinníollacha meicniúla, agus nach bhfuil aon éifeacht den sórt sin faoi choinníollacha clampála meicniúla, tá luachanna an tomhais tairiseach tréleictreach faoin dá choinníoll difriúil. De réir an méid thuas, tá ceithre tairiseach tréleictreach ag an ceirmeach piezoelectric polaraithe sna trí threo, eadhon ε11T, ε33T, ε11S, ε11S.

(3) caillteanas tréleictreach
Caillteanas tréleictreach de Tá trasducer piezoceramic faoi uisce ar cheann de na táscairí cáilíochta tábhachtacha d'aon ábhar tréleictreach lena n-áirítear criadóireacht piezoelectric. Faoi réimse leictreach malartach, tá dhá chuid ag an muirear carntha sa mheán: is é ceann amháin an chuid gníomhach (i gcéim), arb é an próiseas seoltachta ba chúis leis; agus is é an ceann eile an chuid imoibríoch (ilchineálach), a dhéantar mar gheall ar phróiseas scíthe an mheáin. An cóimheas idir an chomhpháirt lasmuigh den chéim agus comhpháirt in-chéim an chaillteanais tréleictreach, is é Ic an chomhpháirt in-chéim, is é IR an chomhpháirt lasmuigh den chéim, is é an uillinn idir Ic agus an sruth iomlán I δ, is é ω minicíocht uilleach an réimse leictrigh ailtéarnaigh, agus is é R an fhriotaíocht caillteanais, is é C toilleoir tréleictreach. Is féidir a fheiceáil ón bhfoirmle (1-4) nuair a bhíonn an IR mór, go bhfuil an tan δ mór freisin; tá an uair IR tan δ beag freisin. Tugtar tadhlaí nó fachtóir caillteanais tréleictreach ar an gcaillteanas tréleictreach de ghnáth trí tan δ, nó tugtar caillteanas tréleictreach air. Díorthaítear caillteanas tréleictreach i réimse leictreastatach ón bpróiseas seoltachta sa mheán. Tá an caillteanas tréleictreach i réimse leictrigh malartach díorthaithe as an gcaillteanas tréleictreach de bharr an phróisis seoltachta agus scíthe polaraithe. Ina theannta sin, tá baint ag caillteanas tréleictreach criadóireacht piezoelectric ferroelectric freisin le próiseas tairiscint ballaí fearainn, ach tá an scéal níos casta.

(4) Tairiseach leaisteacha

Is leaistiméire iad criadóireacht piezoelectric i raon na dteorainneacha leaisteacha, ba cheart go mbeadh strus comhréireach. Lig an strus a bheith T, a chuirtear i bhfeidhm ar an mbileog ceirmeach piezoelectric leis an limistéar trasghearrtha A, agus an brú a ghineann S. De réir dhlí Hooke, is é seo a leanas an gaol idir an strus T agus an strain S, áit a bhfuil S an tairiseach réidh leaisteacha. Is é m2/N an t-aonad; Is é C an stiffness leaisteacha tairiseach i N/m2. Mar sin féin, tá aon ábhar tríthoiseach, is é sin, nuair a chuirtear strus i bhfeidhm sa treo fadaimseartha, gintear brú ní hamháin sa treo fadaimseartha ach freisin sna treoracha leithead agus tiús. Tá píosa tanaí mar a thaispeántar, a bhfuil an fad i dtreo amháin agus an leithead i dhá threoir. Nuair a chuirtear an strus T1 i dtreo 1 i bhfeidhm, gineann an leathán an brú S1 sa treo 1 agus an brú S2 sa treo 2, agus níl sé deacair an S1 = S11T1 a fháil ón gcothromóid (1-5); S2=S12T1. An dá thairiseach comhlíonta leaisteach thuas S11 i gcomparáid le S12.

(5) Tairiseach piezoelectric

Maidir le solad tipiciúil, ní dhéanann an strus T ach brú comhréireach S de Trasduchtóir feadánacha pzt piezoelectric , a bhfuil gaol aige leis an modúl leaisteacha, is é sin, T = YS; tá piezoelectricity ag an gceirmeach piezoelectric, is é sin, is féidir muirear breise a ghiniúint nuair a chuirtear strus i bhfeidhm. Tá an muirear a ghintear comhréireach leis an strus a chuirtear i bhfeidhm. Le haghaidh brú agus teannas, tá an comhartha os coinne. Sloinntear an díláithriú tréleictreach D (limistéar luchta) agus strus T (achar fórsa) mar seo a leanas: D=Q/A=dT áit a bhfuil d i coulomb/niútan (C/N). Is é seo an éifeacht piezoelectric dearfach. Tá éifeacht inbhéartach piezoelectric ann freisin a tháirgeann brú S go comhréireach nuair a chuirtear réimse leictreach E i bhfeidhm, agus déantar an brú a eascraíonn as a leathnú nó a chonradh ag brath ar threo polaraithe an tsampla. San fhoirmle S=dE, is é an t-aonad d ná méadar/volt (m/v). Tugtar tairiseach brú piezoelectric ar thairiseach na comhréireachta d sa dá chothromóid thuas. Maidir le héifeachtaí piezoelectric dearfacha agus inbhéartacha, tá d mar an gcéanna go huimhriúil,

(6) Tairiseach minicíochta:

Is é an tairiseach minicíochta ná táirge na minicíochta athshondach agus an toise a chinneann an t-athshondas. Má tá an réimse leictreach feidhmeach ingearach leis an treo creathadh, is é minicíocht athshondach an tsraith minicíocht athshondach; má tá an réimse leictreach comhthreomhar leis an treo creathadh, is é an minicíocht athshondach an minicíocht athshondach comhthreomhar. Mar sin, maidir le hathshondas na modhanna 31 agus 15 agus an athshondas don mhodh plánach nó gathacha, is iad na tairisigh minicíochta comhfhreagracha NE1, NE5 agus NEP, agus is é tairiseach minicíochta athshondais an 33 mód ná ND3. Maidir le slat fada polaraitheach fadaimseartha, is gnách go gcuirtear tairiseach minicíochta an chreathadh fadaimseartha in iúl trí ND3; le haghaidh sliseog tanaí d'aon mhéid atá resistant do pholarú líneach, is gnách le NDT tairiseach minicíochta an chreathadh síneadh tiús a chur in iúl. Is paraiméadair thábhachtacha iad NDT agus NDP na sliseog. Seachas an tairiseach minicíochta NDP, tá na tairisigh minicíochta eile comhionann le leath den phríomh-treoluas fuaime sa chorp piezoceramic, is é sin, ND = 1/2 (SDpm) - 1/2 agus NE = 1/2 (SEpm) - 1/2, áit a bhfuil SD = SE (1-K2), tá cúinne íochtair comhfhreagrach ag gach tairiseach minicíochta.