Karakteristik masuknya keramik piezoelektrik

Karakteristik masuknya dianalisis lebih lanjut berdasarkan diagram rangkaian ekivalen yang diperoleh transduser keramik piezoelektrik . Untuk menyederhanakan penurunan, diasumsikan bahwa transduser keramik piezoelektrik tidak memiliki rugi-rugi listrik, yaitu 0R=0, dan rangkaian ekivalennya adalah rangkaian LC. Untuk analisis cabang seri, menurut definisi frekuensi resonansi, diperoleh 1B=0, 1G=0 atau 111RG=. Karena resistansi dinamis 0R transduser keramik piezoelektrik sebenarnya tidak boleh nol, ekspresi 1G dapat diketahui bahwa hanya 111RG yang memenuhi kondisi resonansi seri. Kemudian dengan mempertimbangkan situasi setelah menambahkan kapasitor statis pada kapasitansi statis, penerimaan transduser setara dengan kerentanan cabang seri. Secara umum faktor kualitas mekanik transduser keramik piezoelektrik besar, yaitu mendekati frekuensi resonansi seri, nilai 00CjY bervariasi terhadap frekuensi dan dapat diperkirakan sebagai konstan. Oleh karena itu, hanya perlu menggeser ordinat lingkaran masuk yang diperoleh cabang seri, dan absisnya tetap tidak berubah untuk mendapatkan transduser setelah menambahkan kapasitor statis, dan kemudian mempertimbangkan resistansi statis transduser. lingkaran masuk sebenarnya tidak mungkin bersinggungan dengan sumbu memanjang, tetapi terhadap arah positif sumbu horizontal dengan jumlah tertentu (jumlah jarak translasi bergantung pada resistansi resistansi statis), Analisis singkat dari grafik masuk menunjukkan bahwa ketika sff< is s, nilai kerentanan lebih besar dari nol. Ketika sff adalah s, nilai kerentanannya kurang dari nol. Oleh karena itu, dengan bertambahnya frekuensi, lingkaran masuk berubah searah jarum jam. Selain itu, di sekitar frekuensi resonansi seri terdapat dua titik frekuensi sehingga kerentanan total transduser adalah nol. 

Pada saat ini, setelah sinyal daya melewati transduser, hanya amplitudo yang berubah, dan tidak ada perubahan fasa, yaitu sinyal tegangan dan arus berada dalam fasa kedua frekuensi tersebut, nilai frekuensi rf yang lebih kecil disebut frekuensi resonansi. keramik piezoelektrik bahan keras , dan af yang lebih besar disebut frekuensi anti-resonansi. Selain itu, terdapat frekuensi mf yang memaksimalkan nilai masuk transduser dan frekuensi nf yang nilai masuknya paling kecil. Frekuensi pf pada perpotongan titik asal dan titik frekuensi resonansi seri serta lingkaran masuk disebut frekuensi resonansi paralel. Selain itu, perlu diperhatikan secara khusus bahwa pembahasan di atas dilakukan dalam rentang variasi frekuensi kecil di sekitar frekuensi resonansi mode getaran. ketika diameter lingkaran masuk jauh lebih besar daripada perubahan 0C dalam rentang frekuensi ini. Benar sekali, jika tidak maka kurva masuk transduser akan menjadi sangat rumit, dengan ciri-ciri kurva sulur. Menurut proses derivasi dari grafik masuk di atas, hubungan antara setiap parameter dan grafik masuk dalam rangkaian ekuivalen transduser keramik piezoelektrik diperkenalkan di bawah ini, dan rumus perhitungan masing-masing diberikan. Pada diagram masuk transduser, diameter dibuat sejajar dengan sumbu longitudinal, dan masuk dibulatkan pada dua titik, yang masing-masing dilambangkan sebagai 1f dan 2f. Pada 1f, nilai konduktansi dan kerentanan dinamis dari cabang seri adalah sama.

Hal ini dapat dilihat dari derivasi teoritis metode fungsi korelasi di atas. Prinsip pengukuran dan beda fasa Sinyal pengukuran silinder piezoceramic Pzt4 tidak tergantung pada frekuensi sinyal. Artinya, metode fungsi korelasi tidak dipengaruhi oleh frekuensi dan dapat digunakan untuk mengukur perbedaan fasa sinyal dengan frekuensi yang tidak diketahui. Sementara itu, metode penurunan fungsi korelasi didasarkan pada fungsi sinusoidal. Oleh karena itu, ini hanya dapat digunakan untuk mengukur sinyal sinus atau kosinus, dan tidak dapat mengukur sinyal periodik umum.

Karena sinyal gangguan kebisingan keramik piezoelektrik kolom tidak berkorelasi dengan sinyal asli, metode fungsi korelasi dapat secara efektif menekan gangguan kebisingan. Namun, jika terdapat sinyal interferensi korelasi yang kuat dalam sistem, dan rasio signal-to-noise relatif rendah, kesalahan pengukuran metode fungsi korelasi akan relatif besar. Dari rumus perhitungan akhir metode fungsi korelasi barisan diskrit terlihat bahwa hasil perhitungan berhubungan dengan jumlah titik, yaitu besarnya kesalahan pengukuran berhubungan dengan jumlah titik pengambilan sampel, dan semakin banyak jumlah titik pengambilan sampel maka semakin mendekati hasil perhitungan dengan nilai sebenarnya. Kesalahan pengukuran lebih kecil. Berdasarkan analisis karakteristik metode fungsi korelasi di atas, terlihat bahwa metode fungsi korelasi memiliki kemampuan menekan offset DC dan noise yang kuat pada sinyal konversi sampel. Kesalahan ini terutama karena sampel dengan panjang terbatas digunakan sebagai pengganti Gaussian white. Kesalahan kuantisasi A/D noise membuat sinyal sinusoidal yang terdeteksi tidak sepenuhnya tidak berkorelasi dengan sinyal noise. Oleh karena itu, kesalahan pengukuran metode fungsi korelasi terkait dengan jumlah bit konversi A/D, rasio signal-to-noise sinyal memiliki jumlah titik akuisisi.

Pemasangan kurva kuadrat terkecil dari lingkaran masuk adalah bahwa kita telah memperoleh nilai konduktansi dan kerentanan transduser piezoelektrik pada setiap frekuensi pengujian, dan menggambar diagram lingkaran masuk, tetapi ini tidak cukup. 

Hal ini dapat dilihat dari rumus perhitungan berbagai parameter tersebut cakram piezoelektrik rangkaian ekivalen piezo keramik yang juga kita perlukan untuk mendapatkan nilai pusat dan jari-jari lingkaran masuk. Untuk melakukan ini, perlu dilakukan pemasangan kurva melingkar pada titik-titik diskrit yang diperoleh. Ada banyak cara untuk membuat lingkaran. Yang umum digunakan adalah metode rata-rata, metode rata-rata tertimbang, dan metode kuadrat terkecil. Ide metode rata-rata adalah menghitung nilai rata-rata koordinat horizontal dan vertikal setiap titik diskrit secara terpisah, dan sebagai koordinat horizontal dan vertikal pusat lingkaran, nilai rata-rata jarak dari pusat lingkaran ke setiap titik diskrit diambil sebagai jari-jarinya. Metode ini mudah untuk dihitung dan cocok untuk kasus dimana titik-titik diskrit terdistribusi lebih merata. Namun, dalam kasus distribusi yang tidak merata, posisi pusat yang dihitung akan condong ke sisi di mana titik-titik diskrit tersebar padat, dan nilai radius yang dihitung akan terlalu kecil. Metode rata-rata tertimbang merupakan penyempurnaan dari metode rata-rata. Ini menambahkan koefisien yang terkait dengan panjang busur antara dua titik yang berdekatan saat menghitung koordinat pusat, yang mengurangi pengaruh distribusi titik-titik diskrit yang tidak merata dan mengurangi kesalahan. Namun, karena panjang busur antara dua titik yang berdekatan tidak dapat diperoleh secara akurat (dalam praktiknya, digunakan jarak antara dua titik), kesalahannya masih besar. Sebaliknya, metode kuadrat terkecil memiliki presisi yang lebih tinggi.