Nieuws

Je bent hier: Thuis / Nieuws / Basisprincipes van piëzo-elektrische keramiek / Buigtrillingsmodus van piëzo-elektrische keramische vibrator

Buigtrillingsmodus van piëzo-elektrische keramiekvibrator

Aantal keren bekeken: 13 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 30-10-2018 Herkomst: Locatie

Informeer

Als twee dik Piezo-schijven van PZT5-materiaal met dezelfde dikte en gepolariseerde elektroden worden aan elkaar gehecht. Wanneer een extern aangelegd opwindend elektrisch veld een van de platen kan verlengen en het andere stuk wordt ingekort, kunnen buigtrilling worden gegenereerd. Voor de platen die in de tegengestelde polarisatierichtingen zijn verbonden, wordt de stroom in serie geschakeld, en de platen die in dezelfde polarisatierichting zijn verbonden, zijn parallel met de stroombron verbonden. Wanneer de bovenste elektrode van de aangelegde spanning positief is en de onderste elektrode negatief, is het aangelegde elektrische veld van het bovenste vel tegengesteld aan de polarisatierichting, is het vel langwerpig, is de polarisatierichting van het onderste vel hetzelfde als de richting van het aangelegde elektrische veld, en wordt het vel ingekort om een convexe gebogen vorm te produceren; Vervolgens ontstaat een concave curve. Wanneer een elektrisch wisselveld wordt aangelegd, worden buigtrillingen gegenereerd.

Bij buigtrilling moet het bovenste deel worden verlengd (ingekort), het onderste deel bedrading van piëzokeramische schijven is ingekort (langwerpig) en er moet een oppervlak zijn dat in het midden niet langwerpig of ingekort is. Bij een plaat met dezelfde dikte is deze zijde het hechtoppervlak. Op het lijmoppervlak rekt en verkort niet, er zijn twee punten a en b die tijdens trillingen stationair blijven. Deze twee punten worden knooppunten genoemd. In de twee zelfklevende vellen wekt het elektrische veld slechts één ervan op, waardoor buigtrillingen ontstaan. Op soortgelijke wijze kunnen, als twee piëzo-elektrische keramische platen aan een dunne metalen plaat worden gehecht, of als een piëzo-keramische plaat aan een dunne metalen plaat wordt gehecht, buigtrillingen worden gegenereerd.

De relatie tussen de resonantiefrequentie van de diktebuigtrillingsmodus en de lengte van de film en de totale dikte van de gebonden plaat is:

DGIF680@5@E}%`J4Y5(4I8V

Hier is de frequentieconstante, de coëfficiënt gerelateerd aan het golfgetal, y de Young-modulus en ρ de piëzo-keramische dichtheid. De relatieve bandbreedte van de buigtrilling van de stripdikte is 0,25-3% en het toepasselijke frequentiebereik is 500 Hz tot 20 kHz. De grootte van dergelijke vibrators is over het algemeen: l=(6~10)w, w≥3,5t.

Ten tweede, de buigtrillingsmodus van de stripbreedte:

Door de elektrode te verdelen, ontstaat er één keramisch stuk piëzo-elektrische ultrasone transducer kan worden onderworpen aan buigtrillingen in de breedterichting (of een buigtrillingsmodus), en de elektrode wordt in twee delen verdeeld langs de middellijn van de elektroden aan de twee zijden van het lange stuk keramiek, wat overeenkomt met twee ultrasone piëzo-elektrische keramische platen die aan elkaar zijn gehecht. Als een wisselend elektrisch veld wordt aangelegd op de verdeelde elektrodenparen, kunnen buigtrillingen in de breedterichting worden gegenereerd. Omdat de oppervlakte-elektrode van één piëzo-keramisch stuk in twee paar elektroden is verdeeld, zijn er twee manieren om de buigtrilling op te wekken:

95I]80[3B{WM5I@@Z%XU@B8

Resonantiefrequentie van buigtrillingsmodus met lange stripbreedte:

IOVEF4%YOEEQG@5XG8))KJ

w is de breedte van de keramische plaat; l is de lengte van de keramische plaat; y is de Young-modulus; k is het golfnummer; ρ is de dichtheid van het keramiek.

Ten derde, de dikte van de schijfbuigtrillingsmodus:

Als de twee wafels in de radiale trillingsmodus met elkaar worden verbonden en gepolariseerd en geëxciteerd op dezelfde manier als de lange stroken, wordt de diktetrilling van de wafel verkregen. De resonantiefrequentie van deze buigtrilling is

UOX6UZ0YA59H5T]$7FA6HPK

Dikte schuiftrillingsmodus:

De dikteschuifvibratiemodus van ultrasone piëzo-elektrische schijfopname wordt gekenmerkt doordat de elektrodevlakken evenwijdig zijn aan de polarisatierichting. Onder invloed van een wisselend elektrisch veld produceert de piëzo-keramische plaat een dikteschuiftrilling. Deze trilling is de relatieve glijdende vervorming langs de lengte- en dikterichtingen van de twee tegenover elkaar liggende oppervlakken van het piëzo-elektrische lichaam, evenwijdig aan de polarisatierichting. Het deeltje wordt verplaatst langs de lengte- en dikterichtingen, terwijl de golf zich voortplant langs de dikte. De resonantiefrequentie van de dikteschuiftrillingsmodus is

[Q}JJ{]RD$D2@(]XEO{9I7

valtrillingsmodus:

Wanneer het elektrodeoppervlak van de piëzo-elektrische schijven van piëzokeramische materialen klein is in verhouding tot het oppervlak van de keramische plaat, kunnen een juist elektrodeoppervlak en de metaalmassabelasting ervan een zogenaamd vangfenomeen veroorzaken. Nadat de val optreedt, wordt de excitatie-energie beperkt tot onder de puntelektrode en vervalt exponentieel rond. Op dit punt vormen het puntelektrodegebied en de nabijgelegen rand een onafhankelijk trillingssysteem. De vangtrilling is feitelijk een dikte-uitrekkende trilling. Omdat de elektrode van deze vibrator klein is, wordt hij ook wel puntvibrator of puntelektrodevibrator genoemd. De fundamentele resonantiefrequentie van deze oscillator is

O%RR@5}R[Y0JG_2Y$TI]Z5