Réamhrá Ábhair Piezoelectric agus Paraiméadair Theicniúla

Piezoceramics ábhar piezoelectric is ábhair chriostail iad a ghineann voltas idir a dhá cheann nuair a chuirtear brú i bhfeidhm. I 1880, d'aimsigh fisiceoirí na Fraince P. Curie agus J. Curie, nuair a chuirtear réad trom ar chriostail Grianchloch, ginfidh roinnt dromchlaí den chriostail muirir, agus tá an méid muirir comhréireach leis an mbrú. Tugtar an éifeacht piezoelectric ar an bhfeiniméan seo. Díreach ina dhiaidh sin, d'aimsigh na deartháireacha Curie an éifeacht inbhéartach piezoelectric, is é sin, dífhoirmíonn an comhlacht piezoelectric faoi ghníomhaíocht réimse leictreach seachtrach. Is é meicníocht an éifeacht piezoelectric ná: tá siméadracht íseal ag an criostail le piezoelectricity. Nuair a dhéantar é a dhífhoirmiú le fórsa seachtrach, déanann díláithriú coibhneasta na n-ian dearfacha agus diúltacha i gcill an aonaid forluí ar na hionaid lucht dearfacha agus diúltacha a thuilleadh, rud a fhágann polarú macrascópach an chriostail, cé go bhfuil dlús dromchla muirear dromchla an chriostail comhionann le réamh-mheastachán an déine polaraithe ar an ngnáth-threocht dromchla, agus mar sin nuair a dhéantar an t-ábhar piezoelectric a dhífhoirmiú trí bhrú, beidh muirir an ábhair piezoelectric os coinne le feiceáil ar an dá chomhartha deiridh. Os a choinne sin, nuair a bhíonn ábhar piezoelectric polaraithe i réimse leictreach, dífhoirmíonn an t-ábhar mar gheall ar dhíláithriú an ionaid muirir.

 

Is féidir le braiteoir pláta piezoelectric réimsí leictreacha a ghiniúint mar gheall ar dhífhoirmiú meicniúil, agus féadann sé dífhoirmiúchán meicniúil a ghiniúint freisin mar gheall ar ghníomhaíocht réimsí leictreacha. Déanann an éifeacht cúplála leictrimheicniúla dúchasach seo ábhair piezoelectric a úsáid go forleathan san innealtóireacht. Mar shampla, baineadh úsáid as ábhair piezoelectric chun struchtúir chliste a dhéanamh. Chomh maith le cumais féin-thacaíochta, tá feidhmeanna ag struchtúir den sórt sin freisin mar fhéin-dhiagnóisiú, féin-oiriúnú, agus féin-leighis, agus beidh ról tábhachtach acu i ndearadh aerárthach sa todhchaí.

 

Paraiméadair theicniúla na n-ábhar piezoelectric:

 

Comhéifeacht piezoelectric d33

 

Is é comhéifeacht piezoelectric an chomhéifeacht chomhshó criostail criadóireachta piezoelectric a thiontaíonn fuinneamh meicniúil go fuinneamh leictreach nó a athraíonn fuinneamh leictreach go fuinneamh meicniúil, rud a léiríonn an gaol cúplála idir airíonna leaisteacha agus airíonna tréleictreach na n-ábhar piezoelectric

 

Ceadúnais in aisce ε T33 (ceadúnas in aisce)

 

Ceadaitheacht brú tréleictreach ag náid (nó tairiseach), arna shloinneadh i bhFarads/méadar.

 

Ceadacht choibhneasta ε Tr3 (ceadúnas coibhneasta)

 

Is cainníocht fisiciúil gan toise é an cóimheas idir an tairiseach tréleictreach ε T33 agus an tairiseach tréleictreach bhfolús ε 0, ε Tr3 = ε T33/ ε 0.

 

Caillteanas tréleictreach (caillteanas tréleictreach)

 

Is é an tréleictreach an fuinneamh a chailltear sa tréleictreach mar gheall ar an bpróiseas scíthe polaraithe leictrigh agus seoladh sceite faoi ghníomhaíocht an réimse leictrigh.

 

Tadhlaí uillinn chaillteanais tg δ (tadhlaí na huillinne caillteanais)

 

Faoi ghníomhaíocht réimse leictreach malartach sinusoidal, tá an sruth atá ag sreabhadh i tréleictreach idéalach 90 0 chun tosaigh ar an gcéim voltais, ach sa sampla ceirmeach piezoelectric, mar gheall ar chaillteanas fuinnimh, tá uillinn chéim ψ an luaidhe reatha níos lú ná 900, agus is é a uillinn chomhlántach δ ( δ + ψ = 900), ar a dtugtar an méid fisiciúil toise. De ghnáth úsáideann daoine an tadhlaí caillteanais tg δ chun méid an chaillteanais thréleictreach a léiriú, rud a léiríonn an cóimheas idir an chumhacht gníomhach (cumhacht caillteanais) P den tréleictreach agus an chumhacht imoibríoch Q . Is é sin: fachtóir cáilíochta leictreach Qe (fachtóir cáilíochta leictreach)

 

Tá luach an fhachtóra cáilíochta leictreachais comhionann le cómhalartach luach tadhlaí caillteanais an tsampla, arna chur in iúl ag Qe, ar chainníocht fhisiceach gan toise é. Má úsáidtear an ciorcad coibhéiseach comhthreomhar chun an sampla ceirmeach piezoelectric a léiriú sa réimse leictrigh ailtéarnaigh, ansin Qe=1/ tg δ = ω CR

 

Fachtóir cáilíochta meicniúil Qm (fachtóir cáilíochta meicniúil)

 

An cóimheas idir an fuinneamh meicniúil atá stóráilte ag an vibrator pláta piezoelectric ag athshondas don fhuinneamh meicniúil a cailleadh i dtimthriall amháin. Tugtar an fachtóir cáilíochta meicniúil ar Is é an gaol idir é agus na paraiméadair oscillator ná: cóimheas Poissons

 

Tagraíonn cóimheas Poisson don chóimheas idir crapadh coibhneasta cliathánach agus fadú coibhneasta fadaimseartha solad faoi strus, agus is cainníocht fisiciúil gan toise é arna shloinneadh ag δ : δ = - S 12 /S11

 

Minicíocht athshondais sraithe fs (minicíocht athshondais na sraithe)

 

Tugtar minicíocht athshondach na sraithe ar mhinicíocht athshondach an bhrainse sraithe sa chiorcad coibhéiseach den vibrator piezoelectric, arna shloinneadh ag fs ,

Minicíocht athshondais chomhthreomhar fp (minicíocht athshondais chomhthreomhar)

 

Tugtar minicíocht athshondach comhthreomhar ar mhinicíocht athshondach an bhrainse comhthreomhar i gciorcad coibhéiseach an vibrator piezoelectric, arna léiriú ag fp, is é sin, fp = minicíocht athshondach fr (minicíocht athshondais)

 

Tugtar an mhinicíocht athshondach ar mhinicíocht níos ísle péire minicíochtaí a fhágann go bhfuil an nialas vibrator piezoelectric i bhfeidhm, arna léiriú ag fr .

 

Minicíocht antiresonance fa (minicíocht antiresonance)

 

Is é an minicíocht frith-athshondas a thugtar ar an minicíocht níos airde de péire minicíochtaí a fhágann go bhfuil an nialas vibrator piezoelectric, arna shloinneadh ag fa .

 

Uasmhinicíocht iontrála fm (uasmhinicíocht iontrála)

 

Tugtar minicíocht iontrála mór ar an minicíocht nuair a bhíonn an vibrator piezoelectric isteach mór. Ag an am seo, tá impedance an vibrator beag, mar sin tugtar an minicíocht impedance beag air freisin, arna shloinneadh ag f m.

 

Minicíocht iontrála beag fn (minicíocht iontrála íosta)

 

Is é an minicíocht iontrála beag a thugtar ar mhinicíocht iontrála an vibrator piezoelectric beag. Ag an am seo, tá impedance an vibrator mór, mar sin tugtar an minicíocht impedance mór air freisin, arna chur in iúl ag f n.

 

minicíocht bhunúsach

 

Tugtar an mhinicíocht pháirce ar an minicíocht athshondach íseal i mód creathadh áirithe, agus de ghnáth bíonn sé ina minicíocht bhunúsach.

 

Minicíocht overtone (minicíocht bhunúsach)

 

Tugtar minicíochtaí róthónacha ar na minicíochtaí athshondacha seachas an mhinicíocht bhunúsach i mód tonnchrith áirithe.

 

cobhsaíocht teochta

 

Tagraíonn cobhsaíocht teochta don tréith go n-athraíonn feidhmíocht criadóireacht piezoelectric le teocht.

 

Ag teocht áirithe, nuair a athraíonn an teocht faoi 1 ° C, is é an cóimheas idir an t-athrú uimhriúil de mhinicíocht áirithe le luach uimhriúil na minicíochta ag an teocht seo ar a dtugtar an comhéifeacht teocht minicíochta TKf.

 

Ina theannta sin, úsáidtear sruth coibhneasta mór de ghnáth chun cobhsaíocht teochta paraiméadar áirithe a shainiú.

 

Aistriú minicíochta coibhneasta ag teocht dheimhneach = △ fs (teocht mhór dheimhneach)/fs(25 ℃ )

 

Aistriú minicíochta coibhneasta mór ag teocht dhiúltach = △ fs (teocht mhór dhiúltach)/fs(25 ℃ )

 

Comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla (COMHéifeacht cúplála ELECTRO MECHANICAL)

 

Is é an comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla K an fhréamh cearnach den chóimheas idir an dlús fuinnimh idirghníomhaíochta leaisteacha-tréleictreach V122 cearnach le táirge an dlús fuinnimh leaisteacha stóráilte V1 agus an dlús fuinnimh tréleictreach V2.

 

Úsáideann criadóireacht piezoelectric go coitianta na cúig chomhéifeachtaí cúplála bunúsacha seo a leanas

 

A. Comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla eitleáin KP (léiriú polarú agus excitation leictreach an diosca tanaí feadh an treo tiús, agus tá sé ina pharaiméadar ar an éifeacht cúplála leictrimheicniúla le linn creathadh síneadh gathacha.)

 

B. Comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla trasnánach K31 (paraiméadair a léiríonn éifeacht cúplála leictrimheicniúla na stiall caol feadh an treo tiús polarú agus excitation leictreach le haghaidh creathadh síneadh fad.)

 

C. Comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla fadaimseartha K33 (paraiméadar a léiríonn éifeacht cúplála leictrimheicniúla an tslat tanaí feadh treo fad na polaraithe agus excitation leictreach le haghaidh creathadh síneadh fad.)

 

D. An chomhéifeacht cúplála leictrimheicniúla KT de shíneadh tiús

 

E. Tiús lomadh comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla K15 (a léiríonn an polarú an pláta dronuilleogach feadh an treo fad, tá treo an réimse leictrigh excitation ingearach leis an treo polaraithe, agus úsáidtear é mar pharaiméadar don éifeacht cúplála leictrimheicniúla le linn tonnchrith lomadh tiús.)

 

Tairiseach brú písileictreach D (STRAIN PIEZOELECTRIC CONSTANT)

 

Is é an tairiseach brú piezoelectric an cóimheas idir an t-athrú comhpháirt brú SI leis an athrú EI de bharr an t-athrú ar chomhpháirt réimse leictrigh E ar an gcoinníoll go bhfuil an strus T agus comhpháirt réimse leictrigh EM (M ≠ I) tairiseach.

 

Tairiseach voltais piezoelectric G (PIEZOELECTRIC VOLTAGE CONSTANT)

 

Is é an tairiseach an cóimheas idir an t-athrú ar chomhpháirt déine an réimse leictrigh EI de bharr athrú an chomhpháirte strus TI go dtí an t-athrú TI faoin gcoinníoll go bhfuil an díláithriú leictreach D agus an chomhpháirt struis TN (N ≠ I) araon tairiseach.

 

Curie teocht TC (CURIE TEMPERATURE)

 

Níl éifeacht piezoelectric ach ag criadóireacht piezoelectric laistigh de raon teochta áirithe. Tá teocht chriticiúil TC aige. Nuair a bhíonn an teocht níos airde ná TC, téann an ceirmeach piezoelectric faoi trasdul céim struchtúrach. Tugtar teocht Curie ar an TC teocht chriticiúil seo.

 

Cobhsaíocht teochta (TEMPERATURE STABILITY)

 

Tagraíonn sé do shaintréithe feidhmíochta na trasduchtóirí ceirmeacha piezoelectric a athraíonn le teocht. Go ginearálta, tá dhá mhodh ann chun cur síos a dhéanamh ar chobhsaíocht teochta: comhéifeacht teochta nó sruth mór coibhneasta.

 

Deich n-uaire an ráta aosaithe (RÁTA AOSÚ IN AGHAIDH DEOCHADE) Seasann Y do pharaiméadar áirithe

 

Tairiseach minicíochta (MINICY CONSTANT)

 

Maidir leis na modhanna creathadh fad-síneadh gathacha agus trasnánach, is é an tairiseach minicíochta ná táirge na sraithe minicíochta athshondach agus an ghné eilimint (trastomhas nó fad) a chinneann an minicíocht seo. Maidir le tiús fad fadaimseartha agus modhanna creathadh lomadh síneadh, is é an tairiseach minicíochta táirge na minicíochta athshondais comhthreomhar agus méid an vibrator (fad nó tiús) a chinneann an minicíocht seo, agus a aonad: HZ.M