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indice di prestazione della ceramica piezoelettrica

Visualizzazioni: 9 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2018-11-13 Origine: Sito

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Costante piezoelettrica d33 di la ceramica piezoelettrica è un coefficiente di risposta lineare che riflette il mutuo accoppiamento tra la quantità meccanica (stress o deformazione) e la quantità elettrica (spostamento elettrico o campo elettrico). Quando viene applicata una sollecitazione di compressione T3 lungo la direzione di polarizzazione (asse z) della ceramica piezoelettrica e viene generata una carica sulla superficie dell'elettrodo, esiste una relazione: dove d33 è una costante piezoelettrica e il primo numero in piedi indica la direzione del campo elettrico. Oppure la direzione verticale della superficie dell'elettrodo, il secondo numero si riferisce alla direzione dello stress o della deformazione; T3 è lo stress; D3 è la cilindrata elettrica. È la costante proporzionale di un mezzo piezoelettrico che converte l'energia meccanica (o energia elettrica) in energia elettrica (o energia meccanica), riflettendo la relazione tra sollecitazione (T), deformazione (S), campo elettrico (E) o spostamento elettrico (D). Riflette la relazione di accoppiamento tra le proprietà elettromeccaniche del materiale e la forza dell'effetto piezoelettrico, che porta all'equazione piezoelettrica. Ci sono quattro costanti comuni di Disco piezoelettrico materiale Pzt4 : dij, gij, eij, hij. 2 Coefficiente di accoppiamento elettromeccanico Kp, coefficiente di accoppiamento elettromeccanico K è una quantità fisica che riflette in modo completo la relazione di accoppiamento tra energia meccanica ed energia elettrica della ceramica piezoelettrica ed è un riflesso della capacità di conversione dell'energia piezoelettrica-elettrica dei materiali piezoelettrici. La definizione di coefficiente di accoppiamento elettromeccanico è:

L'energia meccanica di a Il vibratore in ceramica piezoelettrica del materiale PZT (un corpo in ceramica piezoelettrico avente una certa forma e dimensione e ricoperto da un elettrodo di lavoro) è correlato alla sua forma e modalità di vibrazione e diverse modalità di vibrazione avranno coefficienti di accoppiamento elettromeccanici corrispondenti. Ad esempio, il coefficiente di accoppiamento della modalità di espansione radiale del wafer sottile è Kp (coefficiente di accoppiamento piano); il coefficiente di accoppiamento della modalità di espansione della lunghezza del pezzo lungo sottile è K31 (coefficiente di accoppiamento trasversale); il coefficiente di accoppiamento della modalità di espansione assiale cilindrica è K33 (coefficiente di accoppiamento longitudinale) e così via. È un riflesso della capacità dei materiali piezoelettrici di eseguire la conversione dell'energia da macchina a energia elettrica. È correlato alla costante piezoelettrica, alla costante dielettrica e alla costante elastica del materiale ed è un parametro relativamente completo. Il suo valore è sempre inferiore a.

Fattore di qualità meccanica Qm
La ceramica piezoelettrica consuma energia per vincere l'attrito interno quando vibra. Il fattore di qualità meccanica Qm è un parametro che riflette la quantità di consumo energetico. Maggiore è il Qm, minore è il consumo di energia. La definizione del fattore di qualità meccanica Qm è dove fr è la frequenza di risonanza del bimorfo piezo-ceramico , fa è la frequenza anti-risonante del vibratore piezoelettrico, R è l'impedenza minima Zb min (resistenza risonante) alla frequenza di risonanza, C0 è la capacità statica del vibratore piezoelettrico e C1 è il condensatore risonante del vibratore piezoelettrico.

Costante di frequenza N

Per un vibratore piezoelettrico, la probabilità della frequenza di risonanza e la lunghezza della direzione di vibrazione del vibratore sono una costante, ovvero la costante di frequenza. N=fr×l dove: fr è la frequenza di risonanza del vibratore piezoelettrico; e l è la lunghezza della direzione di vibrazione del trasduttori piezoelettrici ad anello in ceramica . Vibrazione radiale del disco sottile: Np=fr×D (D è il diametro del disco) Vibrazione di allungamento dello spessore della piastra sottile: Nt=fr×t (t è lo spessore della piastra sottile) Vibrazione dell'asta sottile K33: N33=fr×l(l Per la lunghezza dell'asta) Taglio della piastra sottile K15 Vibrazione: N15 = fr × lt (lt è lo spessore della piastra sottile)

Determinazione dei parametri principali dei materiali ceramici piezoelettrici,La determinazione dei parametri dei materiali Kp, Qm, d33, ε33 e tgδ richiede la modalità di vibrazione radiale dei dischi sottili. Il diametro dei dischi sottili deve essere molto maggiore dello spessore e il rapporto è maggiore di 10. La direzione di polarizzazione è parallela alla direzione dello spessore, la superficie dell'elettrodo è perpendicolare alla direzione dello spessore e il foglio ha una forma circolare uniforme. Se il valore Δf del wafer sottile è piccolo, può essere calcolato direttamente con la seguente formula: quando ζ=0,27, Kp2≌2,51Δf/fs. Quando ζ=0,30, Kp2≌2,53Δf/fs ,Quando ζ=0,36, Kp≌2,55Δf /fs Qm=1/4ΠR1CΔf×1012 ε33=4Ctlt/ΠΦ. Ct è la capacità a bassa frequenza (Fara) del wafer sottile, che può essere misurata dal ponte condensatore alla frequenza di 1 KC, lt è lo spessore del wafer sottile (metro), Φ è il diametro del wafer sottile (metro) eε33 è il mezzo libero. Costante elettrica (Fara/m). La tgδ viene misurata mediante un ponte di condensatori o un ponte universale. D33 è stato misurato utilizzando un tester quasi statico.