Колебания iio длине кварцевой пластины

Физические основы метода. Ультразвуковые колебания, являющиеся упругими колебаниями очень высоких частот, получаются обычно с помощью пластины из пьезокварца, расположенной между двумя металлическими обкладками. На обкладки подается переменное напряжение от генератора высокой частоты радиотехнического типа. Под влиянием этого напряжения кварцевая пластина начинает колебаться с той же частотой. Эти колебания с помощью промежуточной среды (вода, масло, вазелин, ртуть) вводятся в испытуемое изделие, в котором распространяются более или менее узким пучком со скоростью, равной скорости звука. Длина волны этих колебаний зависит от частоты колебаний кварцевой пластины и скорости звука в данной среде (табл. 10). [c.80]

Рис. 3.13. Расчетный частотный спектр продольных ( ) и изгибных (F) колебаний кварцевой пластины с ориентацией Х з/-5° в зависимости от отношения длины к ширине пластины.

Рис. 3.15. Сравнение расчетных и экспериментальных значений частотной константы К/ связанных изгибных (F) н продольных (Е) колебаний кварцевой пластины с ориентацией ХУ, полученных в зависимости от отношения ширины к длине пластины.

Для измерения малых абсолютных давлений газов могут быть использованы разнообразные явления. Известны вакуумметры, действие которых основано на изменении вязкости, теплопроводности, степени ионизации и других свойств газа в связи с изменением его давления. В вязкостных датчиках регистрируются параметры движения твердого тела, подверженного вязкому взаимодействию с газом, давление которого измеряется. Например, оценка декремента затухания колебаний кварцевой нити или упругой пластины оптическими методами позволяет измерять разрежения порядка 10" —10" мм рт. ст. При снижении давления газа увеличивается длина свободного пробега молекул. При соизмеримости длины сво-278 [c.278]

Первое исследование полосы ГО-колебаний было выполнено на PbS [133]. Толщины пленок, определенные по отражению и пропусканию в диапазоне 1 эВ, варьировались в пределах 200— 500 А. Было обнаружено небольшое различие в поглощении пленок, напыленных на холодные (комнатная температура) и подогретые подложки в первом случае пленки обладали большими коэффициентами затухания. Измерения проводились следующим образом пленка приклеивалась термопластиком (капроцеллю-лоза) к кварцевой пластине, вырезанной перпендикулярно оси С. Далее солевая подложка растворялась в воде. После тщательной промывки в деионизированной воде пленка сушилась на воздухе. Кварцевая пластина изготавливалась в виде призмы с малым углом для подавления многократной интерференции при больших длинах волн. На фиг. 5.48 представлены экспериментальные и теоретические зависимости пропускания от длины волны для двух образцов пленок PbS. Расчетная кривая была получена на основе данных табл. 5.5. Измерения были выполнены также и при температуре жидкого азота на пленке, нанесенной на нагретую подложку. Экспериментальные и теоретические данные вполне удовлетворительно согласуются между собой. Интересно отметить, что если принять поверхностную плотность заряда 10 см 2 (см. 4, п. 6) и толщину пленки 500 А, то можно объяснить высокую концентрацию носителей. [c.391]

На фиг. 128 показаны основные срезы, применяемые при изготовлении кварцевых резонаторов, и их расположение по отношению к кристаллографическим осям. В фильтрах наиболее часто используется + 5° Х-срез. Этот тип среза выбран ]13-за его высокой температурной стабильности, несмотря на то что он имеет довольно сложный частотный спектр [48]. Этот частотный спектр приведен на фиг. 129, а. Нижняя граница заштрихованной области соответствует резонансным частотам, в то время как ширина этой области пропорциональна разности частот резонанса и антирезонанса. Когда отношение ширины пластины ш ее длине I приближается к. значению 0,23, возникает связь со второй модой изгибных колебаний, поэтому обычно пластины этого среза применяются при отношениях ширины к длине и>И = 0—0,2 и и>И — = 0,28—0,6. Соответствук)ш,ие температурные коэффициенты приведены на фиг. 129, б, а отношение емкостей дано на фиг. 132. [c.433]

Авторы первых работ, в которых рассматривалась ЭЭС, исходили из уравнений движения для той части пластины, которая покрыта электродами. Для того чтобы результирующее уравнение удовлетворяло граничным условиям на концах электродов, осуществляли коррекцию, например, путем введения так называемого пьезоэлектрического напряжения возбуждения. Используя этот трудоемкий метод расчета, былн получены параметры ЭЭС пьезоэлектрического стержня, совершающего продольные колебания, для случаев полностью металлизированного стержня [17] н стержня с частичным покрытием электродами [64]. Еще ранее на такой способ расчета параметров ЭЭС для продольно-колеблющейся кварцевой пластины указано в работе [65]. Была составлена эквивалентная схема для пьезоэлектрического стержня с разделенными электродами [66], а авторы работы [67] при расчете параметров ЭЭС продольно-колеблю-щегося стержня рассмотрели два возможных варианта действия возбуждающего электрического поля — в направлении длины и толщины стержня. Соотношения для определения параметров ЭЭС стержней и прямоугольных пластин, совершающих контурные, продольные и крутильные колебания, приведены в работе [25]. Параметры эквивалентных схем резонатора в виде диска с контурными колебаниями рассчитаны в работе [68], а для случая резонатора с разделенными электродами — в работе [69]. [c.120]

Пьеэоэлектр ические пластинки могут излучать также, и более низкие частоты, чем основная частота, также соответствующие нечетным гармоникам. Установлено, что возбудить высокочастотную пластину на низких частотах легче, чем низкочастотную пластинку на высоких частотах. Однако изготовить высокочастотные пластинки для работы на основной частоте чрезвычайно трудно кроме этого, такие пластинки очень хрупки и быстро ломаются от малейшего электрического или механического перенапряжения. Поэтому для получения очень высоких ультразвуковых колебаний приходится брать более толстые пластинки И использовать их высокие гармоники. При атом эффективность действия пластинки сильно понижается, и к. л. д. становится очень малым однако другого выхода в этом случае яе имеется. Проф. С. Я. Соколов получал ультразвуковые колебания с частотой 10 гц, используя возбуждение пьезокварцевой пластинки на 16-л1 обертоне [Л. 2]. Длина ультразвуковой волны в кварце в этом случае получалась равной 5 мк им же были отмечены колебания кварцевой пластинки на 1120-й гармонике. [c.98]

Рис. 5.15. Зависимость температуры вт, при которой достигается нулевое значение ТКЧ для кварцевых пластии с колебаниями растяжения — сжатия по длине с ориентацией Х а/ <р от угла <р при разном отиошеиии ширины к длине пластины.

Нас интересует в первую очередь применение кварца в качестве излучателя звука. С этой целью используются колебания обоих типов. При продольных колебаниях кварцевого стержня по длине, как и в магнитострикционных стерж- евых вибраторах, звук излучают торцевые поверхности стержня. При колебаниях по толщине звуковые волны излучаются поверхностями пластинки в перпендикулярном к ним направлении, Колебания по толщине используют, как пра вило, для получения ультразвуков с частотой выше 200 кгц, что соответствует кварцевой пластинке толщиной 13,6 Более длинные ультразвуковые волны получают при помощи коле-баний по длине, возбуждаемых в кварцевых стержнях в этом случае,, однако, невозможно обеспечить большие излучающие поверхности. Чтобы и на низких ультразвуковых частотах получить большую звуковую мощность при большой излучающей поверхности, избегнув при этом необходимости применять очень толстые и потому дорогие стержни, можно, согласно Ланже-вену [1178], склеить между собой несколько одинаковой толщины кварцевых пластинок, поместить их между стальными пластинами и возбуждать в такой системе обычным образом колебания по толщине. Об этом мы подробнее скажем ниже. [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...