Определение коэффициента электромеханической связи

Как будет показано ниже, данное выражение служит основой для определения коэффициента электромеханической связи. [c.265]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ [c.276]

Обратимся теперь к определению коэффициента электромеханической связи в преобразователях с подвижным железом. Для этой цели заметим, что развиваемые этими преобразователями электродвижущие силы являются результатом [c.252]

Аналитическое определение коэффициента электромеханической связи К, равно как и коэффициента линейной части смещающей силы для реальных электромагнитных систем, оказывается, как правило, довольно затруднительным благодаря сложной конфигурации потоков рассеяния. [c.253]

В целях установления этой теоремы заметим, что действующая на якорь магнитная сила F складывается из двух частей. Одна из них есть электродинамическая сила, обусловленная наличием тока в катушках преобразователя согласно определению коэффициента электромеханической связи [ср. (5.4)], эта часть силы равна KL Другая часть есть смещающая сила, которая, согласно (8.4), им ет вид [c.254]

Практически важным свойством толщинного резонанса является независимость собственной частоты от радиуса и простота ее определения по свойствам материала и толщине. Если. ориентироваться только на первое свойство, то из рис. 82 и 83 видно, что существует целый ряд частот (их количество увеличивается с ростом R), которые обладают данным свойством. При этом нет никаких оснований для того, чтобы отдать предпочтение частотам, остающимся практически постоянными при изменении R. Рассмотрение экспериментальных данных [195, 264] обнаруживает существенное различие в эффективности возбуждения колебаний пьезокерамических дисков на основном толщинном и дополнительных плато при подводе электрической энергии через сплошные электроды. Однако знание форм колебаний часто позволяет так подобрать конфигурацию разрезных электродов, чтобы значительно повысить эффективный коэффициент электромеханической связи относительно слабых (при сплошных электродах) мод [39]. Вопрос об оптимальной конфигурации электродов тесно связан с анализом форм колебаний диска. Такой анализ приводится далее, а здесь мы обратимся к выделению и исследованию тех составляющих в движении частиц диска, взаимодействие между которыми обусловливает сложную структуру его частотного спектра. [c.214]

По определению квадрат коэффициента электромеханической связи равен отношению электрической энергии д, генерируемой пьезоэлементом, ко всей энергии + 1 , затраченной на деформацию [c.228]

Коэффициент электромеханической связи, являющийся параметром пьезоэлемента определенной конструкции, используют и для характеристики пьезоэлектрических свойств материалов. Например, для пьезокерамики широко применяют плоскостной коэффициент электромеханической связи р, характеризующий радиальные колебания тонкого диска с электродами на торцевых поверхностях. [c.229]

При решении смешанных статических и динамических задач электроупругости используются разработанные в классической теории упругости методы решения смешанных задач. Следует отметить, что обобщение этих методов на случай пьезоэлектрических сред связано с дополнительными сложностями, обусловленными как анизотропией пьезоэлектрической среды, так и более высоким порядком разрешающих уравнений электроупругости. В связи с этим рядом авторов (см. работы [1, 49, 51, 55]) использовался метод последовательных приближений, учитывающий малость коэффициента электромеханической связи. Согласно этому методу смешанная задача электроупругости о возбуждении волн в пьезоэлектрике системой электродов решается в два этапа. На первом этапе решается соответствующая смешанная задача электростатики и определяется распределение электрического потенциала в среде, а на втором этапе строится решение уравнений теории упругости, в которых электрический потенциал входит в качестве известной величины, определенной на первом этапе. Следует отметить, что сходимость такого подхода авторами не обсуждалась. [c.584]

До настоящего момента, рассматривая количественно свойства пьезоэлектрических вибраторов,, мы пользовались для сопоставления коэффициентом преобразования А, что вполне допустимо. Однако для определения динамического полного сопротивления требуется довольно много времени, что не очень удобно. В связи с этим в последнее время пользуются главным образом коэффициентом электромеханической связи к. Мы уже немного касались коэффициента электромеханической связи, рассматривая формулы (4-4-21) и (4-4-27), однако, поскольку понятие об этом коэффициенте служит основой для понимания пьезоэлектрических явлений, ниже этот вопрос будет рассмотрен несколько подробнее. [c.272]

Сравнение с уравнением (5.6) показывает, что пьезоэлектрический преобразователь можно рассматривать как преобразователь электростатического типа, для которого коэффициент электромеханической связи в его стандартном определении равен [c.367]

Таблица 1.4. Некоторые типичные коэффициенты электромеханической связи и их определение в случае симметрии ( /я) и (6/я/я)

Скорость ПАВ под преобразователем отличается от скорости и иа свободной части поверхности пьезоэлектрической среды и от скорости ио на металлизированной части, поскольку эти поверхности в преобразователе чередуются. Определить точное значение скорости ПАВ довольно сложно, но поскольку разница между скоростями и и ио мала, скорость ПАВ будем отождествлять со скоростью и на свободной части поверхности. Расчет этой скорости дан в разд. 6.1 и 6.2. Электрические свойства секции можио описать с помощью статической емкости С определению которой посвящен разд. 7.2.2. Пьезоэлектрические свойства выразим через коэффициент электромеханической связи (см. разд. 6.2), который в случае ПАВ равен [c.337]

Определение коэффициента отражения ПАВ представляет очень сложную теоретическую задачу. В отличие от коэффициента электромеханической связи коэффициент отражения нельзя определить исходя только из свойств ПАВ. Теоретически его можно записать в внде следующего ряда [170] [c.354]

Весьма выгодными свойствами (в ущерб сложности изготовления) обладают подложки с двойным поворотом, обозначенные в литературе как срезы А и В. Срез А определен углами Эйлера Ф = 76,8°, ф = 90° к в = 11,5° срез В — углами Ф = 79,7°, ф = 90° и 0 = 15,5°. У подложек с такой ориентацией поток энергии совпадает с направлением волнового вектора (Ф = 0), температурный коэффициент фазовой скорости распространения ПАВ небольшой, а коэффициент электромеханической связи значительный (Av/v = = 2,5-10 ). Совокупность свойств подложек всех указанных типов ориентации приведена в табл. 10.33. [c.486]

Характерной особенностью этих схем является наличие дополнительного источника силы — вибратора, управляемого в линейном режиме сигналом вибродатчика. Действие вибратора эквивалентно изменению некоторого параметра — жесткости, массы или коэффициента трения. При определенных условиях имеет место устойчивое гашение вибрации в некоторой достаточно широкой полосе частот. Полоса виброгашения и максимально достигаемый коэффициент электромеханической обратной связи ограничены условиями устойчивости. Устойчивость определяется частотными характеристиками источника вибрации, изолируемого объекта и цепи управления. [c.61]

Используя приведенную схему, определяют электрическую емкость преобразователя, частоты, соответствующие минимуму и максимуму импедансов, минимальное и максимальное значение импеданса. На основе полученных значений вычисляют константы упругости, диэлектрическую проницаемость, ко -эффициент электромеханической связи. Затем по известным соотношениям между коэффициентом связи и пьезоэлектрическими коэффициентами находят значения последних. Такая упрощенная методика, разумеется, не претендует на высокую точность и возможность определения всех коэффициентов, однако, как правило, этого и не требуется. [c.98]

Определенное таким путем к является электромеханическим коэффициентом связи, который характеризует эффективность (к.п.д.) преобразования механической деформации в электрическое напряжение и обратно для данного пьезоэлектрического материала. Следовательно, при сделанных выше допущениях в случае титаната бария напряжение на приемнике составило бы всего около напряжения на излучателе. Однако коэффициент связи йзз, который для ВаТЮз равен 0,43, справедлив только для прутков, возбуждаемых вдоль их оси. В случае тонких пластин, которые обычно применяются для изготовления ультразвуковых излучателей и приемников, следует пользоваться коэффициентом связи /г< для колебаний по толщине. Ввиду поперечных связей, которыми в тонких пластинах обыч- [c.144]

При определении коэффициента электромеханической связи у элементов иа ПАВ в первую очередь представляет интерес динамическое состояние. Упругое движение наблюдается лишь в тонком поверхностном слое подложки, вдоль которого распространяется ПАВ, что необходимо учитывать при рассмотрении соответствующих видов энергии. Коэффициент электромеханической связи, полученный в соответствии с формулой (1.40) с учетом этого положения, описывался бы сложным выражением, а его величина была бы функцией глубины среды. Поэтому по аналогии с объемными волнами коэффициент электромеханической связи для элемента на ПАВ определяется обычно как отношение изменения скорости распространения волиы в иепьезоэлектрической среде к скорости в пьезоэлектрике. [c.269]

Определение коэффициента электромеханической связи ПАВ дано в разд. 6.2 [см., например, соотношение (6.26)]. В случае слоистой среды закорачивающий слой можно расположить на различных граничных плоскостях (рис. 6.16), следовательно, можно дать определение нескольким коэффициентам электромеханической связи. Если на пьезоэлектрическую подложку нанесен диэлектрический или слабо пьезоэлектрический слой, изменение скорости определяют при создании проводящей плоскости между двумя средами. Обозначив скорость ПАВ на незакороченной поверхности подложки при отсутствии слоя как i и изменение скорости прн закороче-нии поверхности на Ду, определим коэффициент электромеханической связи для комбинации подложка — слой из соотношения [188] [c.287]

Продольный пьезоэффект имеется только вдоль оси X (пьезомодуль ц). Пластинки Х-среза (рис. 22.6) обладают максимальным коэффициентом электромеханической связи (около 10 о) и используются для генерации продольных ультразвуковых колебаний на частотах 60—300 кГц. Однако наибольшее применение находят пластины косых срезов кристалла, грани которых наклонены по отношению к его осям. В фильтрах низкочастотного диапазона применяют 5°Х-срез пластину, вырезанную перпендикулярно оси X и повернутую на 5° относительно оси Y (см. рис. 22.6). При тех же пьезоэлектрических характеристиках, что и у простого Х-среза, 5°Х-срез отличается значительно большейтермо-стабильностью — его ТК/ при комнатной температуре равен нулю при определенном соотношении длины и ширины пластины (рис. 22.7). Пластины кварца с —18°Х-срезом (рис. 22.6) обеспечивают чисто продольные колебания при возбуждении электрическим полем вдоль оси X и применяются благодаря повышенной моночастотности. [c.238]

При малых значениях кц расчет по этой формуле значительных погрешностей не дает. Однако для новых пьезокерамических материалов, начиная с керамики Р1Т, обладающих большим коэффициентом электромеханической связи, погрешность определения feзl при использовании выражения (4-5-31) довольно высокая. С целью уменьшения этой погрешности Марутакэ предложил следующую формулу [c.281]

При этом соотношения для определения резонансной частоты /р й эффективного динамического коэффициента электромеханической связи Йэфф кмегот вид [c.102]

Другие параметры эквивалентной схемы, описывающей возбуждение ПАВ, имеют следующие значения. Величина Со представляет собой статическую емкость электрода или зазора (см. разд. 7.2.2). Коэффициент электромеханической связи для ПАВ определен выше (разд. 6.2). При средней частоте /о расстояние между электродами равно половине длины волиы ПАВ. [c.336]

Чтобы достичь высокого значения параметра ДГ, необходимо использовать широкополосный недисперсионный преобразователь совместно с дисперсионным. Как следует из характеристики, представленной на рис. 9.3, которую можио получить из модели эквивалентной схемы, увеличение ширины полосы выше определенного значения приводит к увеличению вносимого затухания, особенно для подложек с низким коэффициентом электромеханической связи. Возрастание параметра ВТ у фильтра для сжатия сигналов (рис. 9.1,6) вызывает уменьшение динамического диапазона. [c.423]

Значения коэффициентов отражения от алюминиевых полос, приведенные в отдельных работах, несколько отличаются, что вызвано различной толщиной полос, и не соответствуют теоретической величине к /4, где к — коэффициент электромеханической связи (к = 0,044). Для У2-среза кристалла Ь №Оз коэффициент имеет отрицательное значение, поскольку ПАВ под изолированными полосками распространяется быстрее, чем на свободной поверхности. Отклонение от теоретического значения у закороченных полосок можно объяснить тем, что отражение ПАВ от ребра полоски происходит не внезапно, а постепенно, начиная с окружающего пространства. У изолированных металлических полосок это явление более сложное, поскольку каждая полоска имеет определенный потенциал, зависящий от электрического поля ПАВ и потенциала соседней полоски. В результате явления регенерации, как и в случае ВШП (см. разд. 8.10), каждая полоска возбуждает ПАВ, проходящую вперед и назад (отраженную). [c.499]

Важной характеристикой ГГ является коэффидиеит электромеханической связи Б/, определяемый как произведение индукции магнитного поля В по длине намотки звуковой катушки ГГ на длину проводника I звуковой катушки ГГ. Данный коэффициент характеризует эффективность электромеханического преобразования энергии электродинамической системы ГГ и может быть определен по электрическим входным характеристикам (резонансной частоте, добротности и др.) ГГ или приближенно оценен по измеренному среднему значению индукции в рабочем зазоре магнитной цели и длине проводника звуковой катушки ГГ. На рис. 2.8 приведена схема измерения среднего значения индукции в зазоре магнитной цепи ГГ. [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...