показник ефективності п'єзокераміки

Перегляди: 9 Автор: Редактор сайту Час публікації: 2018-11-13 Походження: Сайт

Запитуйте

П'єзоелектрична постійна d33 о п'єзоелектрична кераміка - це лінійний коефіцієнт відгуку, який відображає взаємний зв'язок між механічною величиною (напруженням або деформацією) та електричною величиною (електричним зміщенням або електричним полем). Коли стискаюча напруга T3 прикладається вздовж напрямку поляризації (вісь z) п’єзоелектричної кераміки та генерується заряд на поверхні електрода, існує залежність: де d33 є п’єзоелектричною константою, а перше число в нижній частині вказує напрямок електричного поля. Або вертикальний напрямок поверхні електрода, друге число відноситься до напруги або напрямку деформації; Т3 - стрес; D3 — електричне зміщення. Це пропорційна константа п’єзоелектричного середовища, яка перетворює механічну енергію (або електричну енергію) в електричну енергію (або механічну енергію), відображаючи залежність між напругою (T), деформацією (S), електричним полем (E) або електричним зміщенням (D). Він відображає взаємозв'язок електромеханічних властивостей матеріалу і сили п'єзоелектричного ефекту, що призводить до п'єзоелектричного рівняння. Є чотири загальні константи П'єзоелектричний диск з матеріалу Pzt4 : dij, gij, eij, hij. 2 Коефіцієнт електромеханічного зв’язку Kp, коефіцієнт електромеханічного зв’язку K – це фізична величина, яка всебічно відображає взаємозв’язок між механічною енергією та електричною енергією п’єзоелектричної кераміки та є відображенням здатності п’єзоелектричних матеріалів перетворювати п’єзоелектричну енергію в електричну. Визначення електромеханічного коефіцієнта зчеплення таке:

Механічна енергія a Вібратор з п’єзоелектричної кераміки PZT (п’єзоелектричний керамічний корпус певної форми та розміру, покритий робочим електродом) пов’язаний з його формою та режимом вібрації, а різні режими вібрації матимуть відповідні електромеханічні коефіцієнти зв’язку. Наприклад, коефіцієнт зв'язку моди радіального розширення тонкої пластини дорівнює Kp (коефіцієнт зв'язку площини); коефіцієнт зв'язку режиму розширення довжини тонкого довгого шматка становить K31 (коефіцієнт поперечного зв'язку); коефіцієнт зв'язку режиму циліндричного осьового розширення K33 (коефіцієнт поздовжнього зв'язку) і так далі. Це відображення здатності п’єзоелектричних матеріалів здійснювати перетворення енергії машини в електричну. Він пов’язаний із п’єзоелектричною проникністю, діелектричною проникністю та постійною пружності матеріалу та є відносно повним параметром. Його значення завжди менше ніж.

Механічний коефіцієнт якості Qm
П'єзоелектрична кераміка споживає енергію, щоб подолати внутрішнє тертя, коли вібрує. Механічна добротність Qm є параметром, який відображає величину споживання енергії. Чим більше Qm, тим менше споживання енергії. Визначення механічної добротності Qm де fr є резонансною частотою п’єзокерамічний біморф , fa — антирезонансна частота п’єзоелектричного вібратора, R — мінімальний імпеданс Zb min (резонансний опір) на резонансній частоті, C0 — статична ємність п’єзоелектричного вібратора, а C1 — резонансний конденсатор п’єзоелектричного вібратора.

Частотна постійна N

Для п'єзоелектричного вібратора ймовірність резонансної частоти і довжини напрямку коливань вібратора є константою, тобто постійною частотою. N=fr×l де: fr - резонансна частота п'єзоелектричного вібратора; l - довжина вібруючого напрямку п'єзоелектричні керамічні кільцеві перетворювачі . Радіальна вібрація тонкого диска: Np=fr×D (D — діаметр диска) Вібрація розтягування товщини тонкої пластини: Nt=fr×t (t — товщина тонкої пластини) Вібрація тонкого стрижня K33: N33=fr×l(l Для довжини стрижня) Вібрація зсуву тонкої пластини K15: N15 = fr × lt (lt — товщина тонкої пластини)

Визначення основних параметрів п’єзоелектричних керамічних матеріалів. Визначення параметрів матеріалу Kp, Qm, d33, ε33 і tgδ вимагає режиму радіальної вібрації тонких дисків. Діаметр тонких дисків повинен бути набагато більшим за товщину, а співвідношення більше 10. Напрямок поляризації паралельний напрямку товщини, поверхня електрода перпендикулярна напрямку товщини, а лист має однорідну круглу форму. Якщо значення Δf тонкої пластини невелике, його можна безпосередньо розрахувати за такою формулою: коли ζ=0,27, Kp2≌2,51Δf/fs. Коли ζ=0,30, Kp2≌2,53Δf/fs, Коли ζ=0,36, Kp≌2,55Δf /fs Qm=1/4ΠR1CΔf×1012 ε33=4Ctlt/ΠΦ. Ct — низькочастотна ємність (Fara) тонкої пластини, яку можна виміряти за допомогою конденсаторного мосту на частоті 1KC, lt — товщина тонкої пластини (метр), Φ — діаметр тонкої пластини (метр), ε33 — вільне середовище. Електрична постійна (Фара / м). Tgδ вимірюється конденсаторним мостом або універсальним мостом. D33 вимірювали за допомогою квазістатичного тестера.