Nyheter

Du är här: Hem / Nyheter / Grunderna i piezoelektrisk keramik / Böjningsvibrationsläge för piezoelektrisk keramisk vibrator

Böjningsvibrationsläge för piezoelektrisk keramisk vibrator

Visningar: 13 Författare: Webbplatsredaktör Publiceringstid: 30-10-2018 Ursprung: Plats

Fråga

Om två tjocka PZT5-material piezoskivor skivor med samma tjocklek och polariserade elektroder är sammanfogade, när ett externt applicerat exciterande elektriskt fält kan förlänga ett av arken och det andra stycket förkortas, kan böjvibrationer alstras. För arken bundna i motsatta polarisationsriktningar är strömmen ansluten i serie, och arken bundna i samma polarisationsriktning är anslutna parallellt med strömkällan. När den övre elektroden för den applicerade spänningen är positiv och den nedre elektroden är negativ, är det pålagda elektriska fältet på det övre arket motsatt polarisationsriktningen, arket är förlängt, polarisationsriktningen för det nedre arket är samma som riktningen för det applicerade elektriska fältet, och arket förkortas för att producera en konvex krökt form; Sedan produceras en konkav kurva. När ett växlande elektriskt fält appliceras genereras böjvibrationer.

När böjning vibrationer av den övre delen ska förlängas (förkortas), den nedre delen av ledningar piezokeramiska skivor är förkortade (förlängda), och det måste finnas en yta som varken är långsträckt eller förkortad i mitten. För ett ark med samma tjocklek är denna sida bindningsytan. På den vidhäftande ytan sträcker sig inte och förkortas, det finns två punkter a och b som förblir stationära under vibration. Dessa två punkter kallas noder. I de två självhäftande arken exciterar det elektriska fältet bara en av dem för att generera böjningsvibrationer. På liknande sätt, om två piezoelektriska keramiska skivor är bundna till en tunn metallplåt, eller en piezokeramisk plåt är bunden till en tunn metallplåt, kan böjvibrationer alstras.

Förhållandet mellan resonansfrekvensen för vibrationsläget för tjockleksböjning och filmens längd och den totala tjockleken på det bundna arket är:

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

Här är frekvenskonstanten, som är koefficienten relaterad till vågtalet, y är Youngs modul och ρ är den piezokeramiska densiteten. Den relativa bandbredden för böjningsvibrationen för bandtjockleken är 0,25-3 %, och det tillämpliga frekvensområdet är 500 Hz till 20 kHz. Storleken på sådana vibratorer är i allmänhet: l=(6~10)w, w≥3,5t.

För det andra, remsbreddsböjningsvibrationsläget:

Genom att dela elektroden, en enda keramisk bit av piezoelektrisk ultraljudsgivare kan utsättas för böjningsvibrationer i breddriktningen (eller ett böjningsvibrationsläge), och elektroden är uppdelad i två delar längs mittlinjen av elektroderna på de två sidorna av det långa stycket av keramiskt stycke, vilket motsvarar två piezoelektriska ultraljudsskivor sammanfogade. Om ett elektriskt alternerande fält appliceras på de delade elektrodparen kan böjvibrationer i breddriktningen genereras. Eftersom ytelektroden på ett piezokeramiskt stycke är uppdelat i två par elektroder, finns det två sätt att excitera böjvibrationen:

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

Resonansfrekvens för vibrationsläge för böjning av lång bandbredd:

IOVEF4%YOEEQG@5XG8))KJ

w är bredden på det keramiska arket; l är längden på det keramiska arket; y är Youngs modul; k är vågtalet; ρ är keramens densitet.

För det tredje, tjockleken på skivans böjningsvibrationsläge:

Om de två skivorna i den radiella vibrationsmoden binds samman och polariseras och exciteras på samma sätt som de långa remsorna, erhålls skivans tjockleksvibration. Resonansfrekvensen för denna böjningsvibration är

UOX6UZ0YA59H5T]$7FA6HPK

Vibrationsläge för tjockleksskjuvning:

Tjockleksskjuvningsvibrationsmoden för ultraljudsupptagning av piezoelektrisk skiva kännetecknas av att elektrodytorna är parallella med polarisationsriktningen. Under inverkan av ett alternerande elektriskt fält alstrar den piezokeramiska skivan en tjockleksskjuvvibration. Denna vibration är den relativa gliddeformationen längs längd- och tjockleksriktningarna för de två motstående ytorna av den piezoelektriska kroppen parallellt med polarisationsriktningen. Partikeln förskjuts längs längd- och tjockleksriktningarna, medan vågen utbreder sig längs tjockleken. Resonansfrekvensen för vibrationsläget för tjockleksskjuvning är

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

fånga vibrationsläge:

När elektrodarean på de piezoelektriska skivorna av piezokeramiska material är liten i förhållande till arean av den keramiska skivan, kan en korrekt elektrodarea och dess metallmassabelastning orsaka ett så kallat fångstfenomen. Efter att fällan inträffar, är excitationsenergin begränsad under punktelektroden och avklingar exponentiellt runt. Vid denna punkt bildar punktelektrodområdet och den närliggande kanten ett oberoende vibrationssystem. Infångningsvibrationen är i själva verket en tjockleksträckande vibration. Eftersom elektroden på denna vibrator är liten kallas den också för en punktvibrator eller en punktelektrodvibrator. Den grundläggande resonansfrekvensen för denna oscillator är

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