पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक की प्रवेश विशेषताएँ

प्रवेश विशेषताओं का आगे प्राप्त समतुल्य सर्किट आरेख के आधार पर विश्लेषण किया जाता है पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर । व्युत्पत्ति को सरल बनाने के लिए, यह माना जाता है कि पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर में कोई विद्युत हानि नहीं होती है, यानी 0R=0, और समतुल्य सर्किट एक एलसी सर्किट है। श्रृंखला शाखा के विश्लेषण के लिए, गुंजयमान आवृत्ति की परिभाषा के अनुसार, 1B=0, 1G=0 या 111RG= प्राप्त किया जा सकता है। चूंकि वास्तविक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर का गतिशील प्रतिरोध 0R शून्य नहीं हो सकता है, 1G की अभिव्यक्ति से पता चल सकता है कि केवल 111RG श्रृंखला अनुनाद की स्थिति को संतुष्ट करता है। फिर एक स्थैतिक संधारित्र को स्थैतिक समाई जोड़ने के बाद स्थिति पर विचार करते हुए, ट्रांसड्यूसर का प्रवेश श्रृंखला शाखा की संवेदनशीलता के बराबर है। सामान्य तौर पर, पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर का यांत्रिक गुणवत्ता कारक बड़ा होता है, अर्थात, श्रृंखला गुंजयमान आवृत्ति के पास, 00CjY का मान आवृत्ति के साथ बदलता रहता है और इसे एक स्थिरांक के रूप में अनुमानित किया जा सकता है। इसलिए, केवल श्रृंखला शाखा द्वारा प्राप्त प्रवेश चक्र के समन्वय को स्थानांतरित करना आवश्यक है, और स्थैतिक संधारित्र को जोड़ने के बाद ट्रांसड्यूसर प्राप्त करने के लिए एब्सिस्सा अपरिवर्तित रहता है, और फिर ट्रांसड्यूसर के स्थैतिक प्रतिरोध पर विचार करें। वास्तविक प्रवेश चक्र अनुदैर्ध्य अक्ष के स्पर्शरेखा होने की संभावना नहीं है, लेकिन क्षैतिज अक्ष की सकारात्मक दिशा में एक निश्चित राशि (स्थानांतरणीय दूरी की मात्रा स्थैतिक प्रतिरोध के प्रतिरोध पर निर्भर करती है), प्रवेश चार्ट के एक संक्षिप्त विश्लेषण से पता चलता है कि जब sff< s है, तो संवेदनशीलता मान शून्य से अधिक है। जब sff s है, तो संवेदनशीलता मान शून्य से कम है। इसलिए, जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, प्रवेश चक्र दक्षिणावर्त दिशा में बदलता है। इसके अलावा, श्रृंखला गुंजयमान आवृत्ति के आसपास, दो आवृत्ति बिंदु होते हैं ताकि ट्रांसड्यूसर की कुल संवेदनशीलता शून्य हो। 

इस समय, पावर सिग्नल ट्रांसड्यूसर से गुजरने के बाद, केवल आयाम बदलता है, और कोई चरण परिवर्तन नहीं होता है, अर्थात, वोल्टेज और वर्तमान सिग्नल इन दो आवृत्तियों के चरण में होते हैं, आवृत्ति आरएफ के छोटे मान को गुंजयमान आवृत्ति कहा जाता है कठोर सामग्री पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक , और बड़े एएफ को एंटी-रेजोनेंट आवृत्ति कहा जाता है। इसके अलावा, एक आवृत्ति एमएफ है जो ट्रांसड्यूसर के प्रवेश मूल्य को अधिकतम करती है और एक आवृत्ति एनएफ है जिस पर प्रवेश मूल्य सबसे छोटा है। मूल और श्रृंखला गुंजयमान आवृत्ति बिंदु और प्रवेश चक्र के चौराहे पर आवृत्ति पीएफ को समानांतर गुंजयमान आवृत्ति कहा जाता है। इसके अलावा, यह विशेष रूप से बताया जाना चाहिए कि उपरोक्त चर्चा कंपन मोड अनुनाद आवृत्ति के आसपास एक छोटी आवृत्ति भिन्नता सीमा के भीतर की जाती है। जब प्रवेश चक्र का व्यास इस आवृत्ति रेंज में 0C के परिवर्तन से बहुत बड़ा हो। यह सही है, अन्यथा बेल वक्र की विशेषताओं के साथ ट्रांसड्यूसर का प्रवेश वक्र बहुत जटिल हो जाएगा। उपरोक्त प्रवेश चार्ट की व्युत्पत्ति प्रक्रिया के अनुसार, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर के समतुल्य सर्किट में प्रत्येक पैरामीटर और प्रवेश चार्ट के बीच संबंध नीचे प्रस्तुत किया गया है, और संबंधित गणना सूत्र दिए गए हैं। ट्रांसड्यूसर के प्रवेश आरेख में, व्यास को अनुदैर्ध्य अक्ष के समानांतर बनाया जाता है, और प्रवेश को दो बिंदुओं पर गोल किया जाता है, जिन्हें क्रमशः 1f और 2f के रूप में दर्शाया जाता है। 1f पर, श्रृंखला शाखाओं के गतिशील संचालन और ग्रहणशीलता मान बराबर हैं।

इसे सहसंबंध फ़ंक्शन विधि के उपरोक्त सैद्धांतिक व्युत्पत्ति से देखा जा सकता है। माप सिद्धांत और चरण अंतर Pzt4 पीज़ोसेरेमिक सिलेंडर माप सिग्नल सिग्नल की आवृत्ति से स्वतंत्र होते हैं। कहने का तात्पर्य यह है कि, सहसंबंध फ़ंक्शन विधि आवृत्ति से प्रभावित नहीं होती है और इसका उपयोग अज्ञात आवृत्ति के सिग्नल के चरण अंतर को मापने के लिए किया जा सकता है। इसी समय, सहसंबंध फ़ंक्शन विधि की व्युत्पत्ति एक साइनसोइडल फ़ंक्शन पर आधारित है। इसलिए, इसका उपयोग केवल साइन या कोसाइन संकेतों को मापने के लिए किया जा सकता है, और यह सामान्य आवधिक संकेतों को माप नहीं सकता है।

के शोर हस्तक्षेप संकेत के बाद से कॉलम पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक मूल सिग्नल से संबंधित नहीं है, सहसंबंध फ़ंक्शन विधि शोर हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से दबा सकती है। हालाँकि, यदि सिस्टम में एक मजबूत सहसंबंध हस्तक्षेप संकेत है, और सिग्नल-टू-शोर अनुपात अपेक्षाकृत कम है, तो सहसंबंध फ़ंक्शन विधि माप त्रुटि अपेक्षाकृत बड़ी होगी। सहसंबंध फ़ंक्शन विधि के असतत अनुक्रम के अंतिम गणना सूत्र से यह देखा जा सकता है कि गणना परिणाम अंकों की संख्या से संबंधित है, अर्थात, माप त्रुटि का परिमाण नमूना बिंदुओं की संख्या से संबंधित है, और गणना परिणाम के लिए बड़ी संख्या में नमूना बिंदु करीब हैं, सही मूल्य के करीब है। माप त्रुटि छोटी है. सहसंबंध फ़ंक्शन विधि की विशेषताओं के उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, यह देखा जा सकता है कि सहसंबंध फ़ंक्शन विधि में डीसी ऑफसेट और नमूना रूपांतरण सिग्नल में शोर के लिए मजबूत दमन क्षमता है। त्रुटि मुख्य रूप से इसलिए है क्योंकि गाऊसी सफेद के बजाय परिमित लंबाई के नमूने का उपयोग किया जाता है। शोर ए/डी परिमाणीकरण त्रुटि पता लगाए गए साइनसॉइडल सिग्नल को शोर सिग्नल के साथ पूरी तरह से असंबद्ध नहीं बनाती है। इसलिए, सहसंबंध फ़ंक्शन विधि की माप त्रुटि ए/डी रूपांतरण के बिट्स की संख्या से संबंधित है, सिग्नल के सिग्नल-टू-शोर अनुपात में अधिग्रहण बिंदुओं की संख्या होती है।

प्रवेश वृत्त की सीमित न्यूनतम वर्ग वक्र फिटिंग यह है कि हमने प्रत्येक परीक्षण आवृत्ति पर पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर के संचालन और ग्रहणशीलता मान प्राप्त किए हैं, और प्रवेश वृत्त आरेख तैयार किया है, लेकिन यह पर्याप्त नहीं है। 

इसे विभिन्न मापदंडों के गणना सूत्र से देखा जा सकता है पीजोइलेक्ट्रिक डिस्क पीजो सिरेमिक समतुल्य सर्किट जिसे हमें प्रवेश सर्कल के केंद्र और त्रिज्या का मान प्राप्त करने की भी आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, प्राप्त असतत बिंदुओं पर एक गोलाकार वक्र फिटिंग करना आवश्यक है। एक वृत्त को फिट करने के कई तरीके हैं। आम तौर पर औसत विधि, भारित औसत विधि और न्यूनतम वर्ग विधि का उपयोग किया जाता है। औसत विधि का विचार प्रत्येक असतत बिंदु के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर निर्देशांक के औसत मूल्य की अलग से गणना करना है, और वृत्त के केंद्र के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर निर्देशांक के रूप में, वृत्त के केंद्र से प्रत्येक असतत बिंदु तक की दूरी का औसत मूल्य त्रिज्या के रूप में लिया जाता है। यह विधि गणना करने में सरल है और उस मामले के लिए उपयुक्त है जहां अलग-अलग बिंदु अधिक समान रूप से वितरित किए जाते हैं। हालाँकि, असमान वितरण के मामले में, गणना की गई केंद्र स्थिति उस तरफ पक्षपाती होगी जहां असतत बिंदु सघन रूप से वितरित होते हैं, और त्रिज्या का परिकलित मान बहुत छोटा होगा। भारित औसत विधि औसत विधि का सुधार है। यह केंद्र निर्देशांक की गणना करते समय दो आसन्न बिंदुओं के बीच चाप की लंबाई से संबंधित गुणांक जोड़ता है, जो अलग-अलग बिंदुओं के असमान वितरण के प्रभाव को कम करता है और त्रुटि को कम करता है। हालाँकि, चूँकि दो आसन्न बिंदुओं के बीच चाप की लंबाई सटीक रूप से प्राप्त नहीं की जा सकती (व्यवहार में, दो बिंदुओं के बीच की दूरी का उपयोग किया जाता है), त्रुटि अभी भी बड़ी है। इसके विपरीत, न्यूनतम वर्ग विधि में उच्च परिशुद्धता होती है।