Коэффициент пьезоэлектрический

Последняя система уравнений термодинамическим образом определяет значения материальных тензорных коэффициентов пьезоэлектрического материала в состоянии (4.3.1). Очевидно, что зти тензоры удовлетворяют определенным условиям тензорной симметрии, так что 1, и а. имеют самое большее двадцать одну, восемнадцать и шесть независимых компонент соответственно. Первый тензор — это тензорный коэффициент упругости, рассчитанный при постоянной (равной нулю) поляризации. В стандартной формулировке линейной теории пьезоэлектричества Фойгта вместо определяющих уравнений (4.3.10) используются определяющее уравнение, содержащее тензорный коэффициент упругости, рассчитанный при постоянном (равном нулю) электрическом поле, и соответствующее ему определяю- [c.227]

Величина, определяющая преобразование механической силы в электрическое напряжение, пропорциональна коэффициенту пьезоэлектрического сжатия и обратно пропорциональна податливости материала. [c.68]

Постоянная о может быть названа коэффициентом пьезоэлектрической связи, она аналогична постоянной Г в случае электромагнитной связи. Умножение на а переводит механи- [c.56]

Из сказанного ясно, что имеется большое число коэффициентов связи ) и что некоторые из них превосходят другие. Для заданного электрического поля может быть найдена система механических напряжений, для которой получается наибольший коэффициент пьезоэлектрической связи. Такие коэффициенты связи можно назвать инвариантными или собственными коэффициентами связи [25], В качестве примера рассмотрим кристалл ADP, принадлежащий к классу 42т. В данном случае имеются только две независимые пьезоэлектрические постоянные — [c.229]

В системе применяются пьезоэлектрические преобразователи производства НПО Волна с частотным диапазоном 20-200 кГц и резонансной частотой 60 Гц. Каналы системы оснащены предварительными усилителями с коэффициентом усиления [c.107]

Пространство и время 244, 277, 280 Пуазейля формула 539 Пуассона коэффициент 464, 475 Пьезоэлектрический эффект 743 [c.749]

Постоянные коэффициенты d называются пьезоэлектрическими модулями. Наличие той или иной симметрии кристаллов сказывается [c.158]

Дж, коэффициенте отражения 0,8 и диаметре светового пучка 10 мм удается возбудить акустические импульсы амплитудой 2-10 Па. Сравнение с иммерсионным пьезоэлектрическим способом при напряжении генератора 100 В показывает, что лазерным способом удается возбудить акустические импульсы с амплитудой в 100—1000 раз больше, чем пьезопреобразователем. [c.224]

Эффект электрического поля. Акустические колебания токопроводящей поверхности изделия могут быть вызваны силами взаимодействия электрических зарядов, если эту поверхность сделать одной из пластин конденсатора. Прием акустических колебаний может быть осуществлен в результате обратного эффекта — появления переменного электрического сопротивления на обкладках конденсаторного преобразователя при изменении расстояния между обкладками, одной из которых является изделие. При напряженности электрического поля конденсатора 10 В/м произведение коэффициентов преобразования конденсаторного преобразователя на три-четыре порядка меньше, чем в слу-чае пьезоэлектрического преобразователя. Поэтому преобразователи такого типа используют лишь для исследований, например для бесконтактного измерения распределения амплитуды колебаний поверхности в широком диапазоне частот. [c.224]

Зависимость коэффициента преобразования от частоты называют амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) преобразователя. В качестве параметров АЧХ принимают следующие величины рабочую частоту /, соответствующую максимальному значению коэффициента преобразования Кии и предопределяющую достижение максимальной чувствительности пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) полосу пропускания Af = h—f , где /i и /а — частоты, при которых Кии уменьшается на 3 дБ (0,707) по сравнению с максимальным значением при излучении либо приеме или на 6 дБ (0,5) в режиме двойного преобразования (совмещенном). Чем больше полоса пропускания, тем меньше искажение формы излученного и принятого акустического импульса, меньше размеры мертвой зоны, выше разрешающая способность и точность определения координат дефектов. Расширить полосу пропускания можно путем уменьшения электрической добротности Qa или увеличения акустической добротности Qa. однако при этом снижается чувствительность. Применяя четвертьволновой просветляющий слой и подбирая оптимальное демпфирование, удается расширить полосу пропускания, одновременно повышая чувствительность, так как протектор снижает акустическую добротность за счет отвода энергии ультразвука в сторону изделия. Высокая чувствительность в сочетании с широкой полосой пропускания достигается при Qg = Q а 2. .. 4. [c.134]

При нагреве пьезоэлектрического датчика его основные характеристики (коэффициент преобразования и емкость) значительно изменяются. Это происходит вследствие зависимости пьезомодуля и диэлектрической проницаемости от температуры. У разных материалов эти параметры изменяются по-разному. Существуют материалы, у которых с повышением температуры пьезомодуль изменяется мало, а диэлектрическая проницаемость — значительно. Поэтому для уменьшения температурной погрешности датчика эти материалы следует использовать в датчиках, работающих с усилителями заряда. Пьезокерамику, у которой пьезомодуль и диэлектрическая проницаемость изменяются одинаково, применяют в датчиках, работающих с усилителями напряжения. При нагреве датчика на электродах пьезоэлемента возникает электрический заряд, вызванный пироэффектом, температурной деформацией пьезоэлемента и основных конструктивных элементов датчика. При тепловом ударе сдвигаются пулевые показания датчика и изменяется его чувствительность. [c.351]

Удельная акустическая мощность пьезоэлектрического преобразователя на резонансе определяется величиной произведения параметров Коэффициент полезного действия зависит [c.311]

Для возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний используют пьезоэлектрический эффект некоторые материалы (кварц, титанат бария, титанат-цирконат свинца и др.) под действием переменного электрического поля меняют свои размеры с частотой изменения поля. Пьезоэлектрическую пластину помещают в специальном устройстве - пьезопреобразователе (искателе). Материалы, используемые в пьезопреобразователях плексиглас, капролон, фторопласт, полистирол, - способствуют гашению отраженной волны, так как имеют большие коэффициенты затухания ультразвуковых колебаний и малую скорость их распространения. [c.351]

Известно, что такие теплофизические свойства, как теплопроводность и линейное тепловое расширение, изменяются в зависимости от направления. Анизотропия проявляется также в отношении электропроводности, электрической прочности, диэлектрической проницаемости и пьезоэлектрических свойств. В кристаллофизике 16, гл. 1 ] показано, что при помощи симметричных материальных тензоров второго ранга могут быть описаны следующие свойства или коэффициенты анизотропных сред теплопроводность, тепловое расширение, электропроводность, диэлектрическая проницаемость. Для этих свойств существует в ортотропных телах три независимых константы в главных осях. [c.237]

Для коэффициента линейного теплового расширения древесины наименьшие величины измерены в направлении волокон, а наибольшие — поперек волокон. Пьезоэлектрические свойства древесины подробно исследованы [c.237]

Смещения атомов в электрическом поле перезарядившихся центров происходят в основном вдоль оси с кристалла, что связано с соотношением компонент тензора пьезоэлектрических коэффициентов > с1,з [56]. [c.317]

При р < рформ амплитуда поверхностной волны мала по сравнению с объемной, при р > Рформ смещение и потенциал поверхностной волны дают определяющий вклад. При малых коэффициентах пьезоэлектрической связи на границе пьезокристалл — вакуум область формирования поверхностной волны может составлять десятки тысяч длин волн. Например, в сульфиде кадмия (хх = 0,04, 8 10) на частоте 5 МГц рформ 30 см. В то же время вся длина образца в экспериментах [186] была 5 см, поэтому поле объемной волны явно преобладало над полем поверхностной. Этим может объясняться наблюдаемая неоднородность усиливающего (стацио- [c.184]

Наиболее важным свойством пьезоэлектрических материалов является наличие коэффициентов пьезоэлектрической связи. Коэффициент пьезоэлектрической связи определяется как отношение плотности взаимной упругой и электрической энергии к среднему геометрическому значению плотности внутренних упруго11 и электрической энергий. Если пренебречь тепловыми и магнитными членами, то внутренняя энергия линейной системы определяется выражением [c.226]

Коэффициенты пьезоэлектрической связи характеризуют эффект преобразования мощности в пьезоэлектрическом материале лучше, чем набор упругих, диэлектрических и пьезоэлектрических констант, и, например, ширина полосы электромеханического фильтра или преобразователя непосредственно зависит от соответетвуюн ого коэффициента свя и1. Более того, с помощью коэффициентов связи можно непосредственно срашшвать пьезоэлектрические материалы, имеющие существенно 1>азличпые (по порядку величины) диэлектрические проницаемости и модули упругости. Однако следует учитывать, что коэффициент связи не является тензором и формулы преобразования тензоров в данном случае не могут быть использованы. [c.227]

Таким образом, коэффициент пьезоэлектрической связи (тол-щинный коэффициент связи) относится к случаю одномерной деформации, параллельной полярной оси. [c.228]

Пьезоэлектрическая керамика широко используется в настоящее время как материал для изготовления акустических излучателей большой мощности. Кристаллы, которые ранее применялись для этих целей, и значительной мере оттеснены на второй план ввиду ряда присущих им недостатков, связанных с низкой механической прочностью, сравнительно малым коэффициентом пьезоэлектрической связи (и следовательно, узко11 полосой частот), малой диэлектрической проницаемостью (высоким импедансом) [c.302]

И малой стабильностью по отношению к внешним воздействиям (температура, давление, влажность). Кристаллы, которые по некоторым свойствам успешно конкурируют с пьезокерамикой, как правило, по другим свойствам не могут с ней соперничать. Например, кварц превосходит керамику по прочности на разрыв и стабильности по отношению к внешним воздействиям, однако его диэлектрическая проницаемость недопустимо мала для использования в низкочастотных преобразователях коэффициент пьезоэлектрической связи также весьма низок, и поэтому преобразователи из кварца имеют весьма узкую полосу частот. Сегнетова соль, которая характеризуется сильно11 пьезоэлектрической связью и высокой диэлектрической проницаемостью, не обладает достаточной механической твердостью и легко распадается при повышении температуры или увеличении влажности. [c.303]

В заключение необходимо указать, что коэффициенты пьезоэлектрических связей в местных уравнениях ( /, e,f,g) представляют собой тензоры третьего ранга, определяемые 18 компонентами это следует из того, что связь вектора с тензором второго ранга выражается тремя уравнениями, связывающими каждую из трёх компонент вектора с шестью компонентами симметричного тензора второго ранга. По счастью, наличие кристаллической симметрии тсго или иного вида значительно уменьшает число независимых компонент пьезоэлектрических тензоров. Собственные параметры кристалла распадаются на две группы диэлектрические постоянные а.), связывающие векторы D и I, представляют собой симметричные тензоры второго ранга, тогда как модули iOnra, Ер), связывающие два тензора вто-poro ранга (о, ), являются тензорами четвёртого ранга, составленными в общем случае из 36 компонент ). [c.359]

Коэффициент d (пьезомодуль) у одного и того же диэлектрика одинаков как для прямого, так и для обратного пьезоэффекта. В качестве пьезоэлектрических применяются материалы с ярко выраженными пьезосвойствами пьезоэлектрические монокристаллы и пьезокерамика. Обычная сегнетокерамика как изотропная среда не обладает пьазосвойствами. Для придания этих свойств сегнетокерамику поляризуют выдерживают в нагретом состоянии в сг льном постоянном электрическом поле [33, 34]. В итоге векторы спонтанной поляри-зованности доменов внешним полем ориентируются, из изотропного тела керамика превращается в анизотропное, обладающее устойчивой остаточной поляризованно-стью Рй, направление которой определенд поляризующим полем. Это приводит к появлению пьезоэффекта. [c.558]

Анализ конструкций акустических течеискателей показал, что, в основном, они изготовлены примерно по одинаковым принципиальным схемам. Приемник течеискате-ля улавливает ультразвуковые колебания газа, истекаю-щего через течи, и преобразует их в электрические колебания. В качестве приемника обычно используют пьезоэлектрический микрофон, который либо размещают в корпусе течеискателя (ТУЗ-2, ТУЗ-5М), либо выполняют в виде выносного щупа (АТ-1, АТ-2), в котором смонтирован микрофон и предварительный усилитель высокой частоты, усиливающий электрические колебания по мощности и напряжению. В нем есть несколько каскадов усиления, собранных на транзисторах, поэтому коэффициент усиления можно регулировать. В преобразователе электрические сигналы детектируются по амплитуде, фильтруются и проходят согласующий каскад. Усилитель низкой час ТОТЫ усиливает электрические колебания до величины, необходимой для нормальной работы индикаторного прибора и головных телефонов. В усилителе предусмотрена регулировка коэффициента усиления. Блок питания осуществляет электроснабжение всех узлов течеискателя. В нем есть аккумуляторные батареи, для подзарядки которых служит зарядное устройство. [c.119]

Кварц — минерал, одна из кристаллических модификаций кремнезема (SiOi). Природным кварцем являются горный хрусталь, кварцит, кварцевый песок и др. Плотность 2,65 г/см , твердость по Моосу 7, температура плавления 1700 С, испарения 2100° С. Обладает пьезоэлектрическими свойствами, чистый — прозрачен, с хорошими оптическими свойствами, пропускает ультрафиолетовые лучи. Нерастворим в воде и кислотах, менее устойчив к щелочам. Имеет исключительно низкий коэффициент расширения (нечувствительность к резким сменам температуры). [c.412]

Структурная схема импульсного ультразвукового эходефектоскопа приведена на рис. 8.8. Электроакустический преобразователь ЭАП (пьезоэлектрический искатель) служит для преобразования электромагнитных колебаний в ультразвуковые, излучения их в изделие и приема колебаний, отраженных от дефектов. Усилитель сигналов УС состоит из усилителя высокой частоты с коэффициентом усиления 10 —10 и детектора. Генератор зондирующих импульсов ГИ вырабатывает высокочастотные импульсы напряжения, возбуждающие ультразвуковые колебания ЭАП. Синхронизатор С предназначен для обеспечения синхронной работы узлов дефектоскопа. Он обеспечивает одновременный запуск генератора ГИ и генератора линейно изменяющегося напряжения ГЛИН, который служит для формирования напряжения развертки электронно-лучевой трубки ЭЛТ. Измеритель времени ИВ предназначен для измерения времени прохождения импульса до дефекта и обратно. Регистрирующее устройство РУ селектирует эхосигнал от дефекта по времени и по амплитуде и фиксирует его на самописце. Блок регулировки чувствительности РЧ служит для выравнивания амплитуд сигналов от дефектов, залегающих на разной глубине. [c.376]

Из пьезоэлектрических датчиков давления наиболее распространенным является датчик на основе кварца (х-срез). Первые публикации о его применении для исследования ударно-волновых процессов относятся к 1960 г. [31, 32]. Кристаллический кварц отличается от других пьезоэлектриков стабильностью коэффициента преобразования механического напряжения в электрический сигнал в широком диапазоне температур независимо от скорости нарастания и величины. напряжения в широком диапазоне давлений. Предел текучести югонио для х-кварца составляет 10 ГПа 33]. Датчик состоит из кварцевого диска с электродами на ж-сре-зе, который может быть размещен в корпусе. В [34] описано несколько Инструкции кварцевых датчиков и представлены результаты их применения для изучения ударно-волновых процессов в твердых телах и газах. Кварцевые диски в этих исследованиях имели диаметр 5—10 мм при толщине 0.5—2.0 мм. Принятие специальных конструктивных мер позволяет применять такие датчики для измерений в условиях сильных электромагнитных помех. [c.274]

Чтобы получить высокую точность ограничения, выбираются большие значения коэффициента отражения В таком случае прибор действует как узкополосный фильтр, пропускающий свет только в тех участках изображения, для которых Ф(х, у)+(ф/2) = =пя (рис. 20). Если изменения фазы Ф(л , у) в диапазоне до я записаны в виде монотонной функции входной интенсивности, то различные значения Ф можно выделить с помощью пьезоэлектрического преобразования, позволяющего менять расстояние между зеркалами и угол ф. В случае / ш=95% ширина максимума Тр по уровню 0,5 составляет около 0,1 рад при этом приблизительно 30 значений фазы Ф или 30 уровней полутонов в изображении можно разрешить в одном спектральном интервале скан фования 1лтерферометра. [c.613]

За последние несколько лет были синтезированы и достаточно подробно исследованы сегнетоэлектрические монокристаллы ниобатов и танталатов щелочноземельных металлов, обладающие высокими электрооптическими, пьезоэлектрическими, пироэлектрическими и нелинейными свойствами. Физические свойства этих кристаллов обусловливают возможности их широкого применения в приборах для модуляции, отклонения и преобразования частоты лазерного излучения, а также в параметрических генераторах света. Кристаллы этого класса соединений имеют нелинейные и эпектроонтические коэффициенты, намного превышающие коэффициенты других кристаллов. Достаточно сказать, что на кристаллах ниобата бария-натрия достигнуто 100%-ное преобразование излучения с длиной волны Я = 1,06 мкм в излучение с Я = 0,53 мкм, а кристаллы твердого раствора ниобата бария-стронция имеют величину полуволнового напряжения 80 В, что в 40 раз меньше, чем у ниобата лития и танталата лития, и в 100 раз меньше, чем у широко применяемых кристаллов гидрофосфата калия. [c.8]

Электрооптический эффект. Зная структуру энергетической зоны и индуцированное поляризацией штарковское изменение положения уровня, можно рассчитать квадратичные электрооптические коэффициенты g. Двухосцилляторная модель дает возможность в нулевом приближении вычислить коэффициенты зажатого кристалла. Эффект зажатия (пьезоэлектрический эффект или электро-стрикция) имеет большое значение при низких частотах. В этом случае механические деформации кристалла начинают играть большую роль. На высоких частотах, когда механические напряжения, развиваемые в кристалле, небольшие, электрооптический эффект возникает только вследствие поляризации кристаллической решетки и смещения электронных уровней в энергетической зоне. [c.346]

Смотреть страницы где упоминается термин Коэффициент пьезоэлектрический : [c.264] [c.565] [c.565] [c.239] [c.133] [c.160] [c.350] [c.259] [c.261] [c.477] [c.477] [c.285] [c.35] [c.7] [c.175] [c.175] [c.215] [c.37] [c.100] [c.536]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...