Колебания по толщине кварцевой пластины

В процессе совершенствования пьезоэлектрических резонаторов было найдено несколько ориентаций, при которых кварцевые пластины со сдвиговыми колебаниями по толщине имеют нулевое значение ТКЧ. Резонаторам с указанными ориентациями были присвоены символы АТ, ВТ, РТ, 1Т и 5С Резонаторы АТ и ВТ в отличие от остальных имеют моноклинную симметрию и по этой причине в отношении проектирования и особенно технологии изготовления являются более выгодными. Остальные типы резонаторов обладают специфическими свойствами, благодаря которым (несмотря на более трудоемкий процесс вырезания из кристалла пластины с требуемой ориентацией) находят применение в особых случаях. [c.193]

Сосредоточение энергии в центре пластины с закрепленными краями можно получить у резонаторов, имеющих плоско- или двояковыпуклую форму. Теоретический расчет параметров таких резонаторов отличается сложностью, приближенное решение было получено в работах [121 — 123].. Требования миниатюризации привели к созданию резонаторов в форме узкой полоски, ориентацию которой выбирают таким образом, чтобы сдвиговые колебания по толщине возбуждались в плоскости, определяемой толщиной и шириной бруска (рис. 5.25). При этом электроды покрывают лишь среднюю часть полоски. Резонаторы такого типа изготовляют из различных пьезоэлектрических кристаллов , а также пьезокерамики. Теоретическое решение кварцевых резонаторов этого типа предложено в работах [80, 124]. [c.195]

Символом АТ обозначаются кварцевые резонаторы со сдвиговыми колебаниями по толщине с ориентацией Х1/ф, где угол ф изменяется в пределах 35° 15 20. Резонаторы выполняют в виде круглой, прямоугольной или квадратной пластины. Если отношение диаметра круглой пластины либо стороны квадратной пластины к толщине более 30, то пластину считают плоскопараллельной. Прн меньшем отношении по краям пластины делают фаски или выполняют ее в виде линзы. Изготовляемые резонаторы АТ-среза имеют резонансную частоту > 800 кГц. [c.196]

Символом ВТ обозначают кварцевые резонаторы со сдвиговыми колебаниями по толщине с ориентацией УХУ-ф, где угол ф составляет 48° 50 50. Температурно-частотная характеристика имеет вид параболы (рис. 5.36), причем температуру 0т, соответствующую нулевому значению ТКЧ, можно менять в широких пределах, изменяя ориентацию пластины. Отношение размеров, величина и расположение электродов влияют на [c.202]

Вычисленные значения резонансных частот связанных колебаний (сдвиговых и крутильных по толщине и изгибных) кварцевой прямоугольной пластины, параллельной плоскости решетки (01.1), показаны на рис. 3.5 [c.76]

Равенство (3.83) представляет собой частотное уравнение частично металлизированной прямоугольной пьезоэлектрической пластины, испытывающей сдвиговые по толщине, крутильные по толщине и изгибные связанные колебания. Из приведенного уравнения можно вычислить частотный спектр указанных колебаний пластины. В работах [48, 49] частотное уравнение было использовано для определения влияния электродов на частотный спектр кварцевых резонаторов >17 среза. С помощью аналогичного уравнения частот и приведенных выше выражений было рассчитано механическое смещение в отдельных точках пластины и таким образом определен вид колебаний [40]. [c.85]

Обратимся к предложенным Ланжевеном составным кварцевым вибраторам. Если толщина кварца мала по сравнению с толщиной металлических пластин, то амплитуда колебаний основного типа при резонансе связана со статическим изменением толщины выражением [c.115]

Влияние давления на упругие свойства, а значит, и на резонансную частоту пьезоэлектрических резонаторов называют пьезоупругим эффектом. Теорией нелинейного пьезоупругого эффекта и выводом соответствующих дифференциальных уравнений занимались авторы работ [91, 92]. Они разрабатывали теорию применительно к кварцевым резонаторам со сдвиговыми колебаниями по толщине. Для относительного изменения резонансной частоты круглой пластины, ориентированной в прямоугольной системе координат так, как показано на рис. 4.21, было получено выражение [c.158]

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]

В приборе УЗИС ЛЭТИ реализован метод измерения скорости звука путем сопоставления времени распрострапегшя звука в измерительной и эталонной линиях. G его помош,ью можно определить скорости продольной и поперечной волн с погрешностью не более 0,5. .. 1,5 %. Высота образцов равна 12 мм, диаметр не менее 15 мм. Электроакустическими преобразователями служат кварцевые пластины Х-среза на продольные волны и Y-среза на поперечные. В приборе (рис. 9.1) формируются электрические импульсы прямоугольной формы, передний фронт которых возбуждает в пьезопреобразОвателе ударный импульс затухающих колебаний. Прибор имеет две акустические линии. В первой ударный импульс затухающих колебаний проходит через образец на приемный пьезопреобразователь, во второй такой же импульс проходит через слой жидкости (смесь дистиллированной воды и этилового спирта). Задний фронт прямоугольного импульса запускает ледущую развертку ЭЛТ, что обеспечивает индикацию на экране ЭЛТ одновременно обеих последовательностей затухающих колебаний. С помощью микрометрического винта, изменяя толщину слоя жидкости, их можно совместить. Это соответствует равенству времен, затраченных на прохождение УЗ-волн толи ины образца и слоя жидкости. Измерения проводят дважды сначала при отсутствии в измерительной линии образца (отсчет по микрометру Я ), затем вводят образец и находят Я . Если скорость волны в жидкости равна с , то искомую скорость упругой волны в исследуемом образце находят из соотношения с (1/Яа — Я ) Сда. Рабочие частоты прибора при продольных колебаниях 1,67 и 5 МГц, при поперечных 1,67 МГц. [c.413]

Развитие техники стабилизации частоты и частотной селекции, так же как и развитие многих других вибрационных приборов, идет по пути создания многокомпонентных интегральных пьезоэлектрических микроэлектронных устройств, в которых КР конструктивно объединены с микросхемой (микроэлектронные кварцевые генераторы, интегральные пьезоэлектрические фильтры, электронные часы и др.). В целях микроминиатюризации аппаратуры разрабатывают и изготовляют также многоэлектродные и многочастотные КР. В последних на одной общей пластине кварца (пьезоэлементе) располон<ены на определенном расстоянии две, три пары электродов и более, образующих изолированные друг от друга резонаторы со степенью механической развязки более 40 дБ, что основано на использовании явления захвата (локализации) энергии колебании сдвига по толщине в подэлектродной области (между парой электродов). [c.445]

До частот 40—50 МГц используют ИКФ, выполненные в виде кварцевой пластины с напыленными на нее электродами, подвешенной на специальных изолирующих выступах в металлостеклянном корпусе. В кварцевых фильтрах используются объемные колебания сдвига пластины по толщине для преобразования электрической энергии в механическую и обратно. Амплитуда колебаний максимальна в подэлек-тродкой области и затухает вне ее по экспоненте. Это позволяет на одной пластине разместить несколько резонаторов (контуров), связанных. между собой акустической связью в той или иной степени, т. е. можно получить в одном корпусе систему связанных контуров. Высота корпуса ИКФ не превышает 6 мм. ИКФ имеют высокую стабильность и узкую полосу пропускания добротность их 1000 и выше. [c.225]

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]

В физике твердого тела при изучении достаточно совершенных сред дли возбуждения сдвиговых колебаний применяют пластинки кварца АС-среза [43] Однако коэффициент электромеханической связи кварца, определяющий долк энергии, переходящей из электрического импульса в акустический, довольно мал. Получение преобразователей с использованием пластины кварца, работающих на низких частотах, ввиду необходимости увеличения толщины пластины до 8-15 мм еще в большей степени снижает их эффективность. Как известно, использование пьезоэлектрической керамики позволяет, по сравнению с кварцевой пластиной, повысить отдачу преобразователя примерно в 25 раз [ 59]. [c.54]

Рис. 3.17. Шесть ветвей дисперсионных кривых, полученных согласно выражению I.181) для бесконечной кварцевой пластины у Т среза. Отдельные ветви соответствуют следующим типам колебаний F—изгнбным FS — сдвиговым по грани ге — сдвиговым по толщине в направлении оси Х (первая гармоника) TSP — сдвиговым по толщине в направлении оси Хз (вторая гармоника) — сдвиговым по толшине в направлении осн Xi (третья гармоника) S — растяжения — сжатия по толщине (вторая гармоника).

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...