Механическая добротность

Помимо пьезомодуля, значение которого зависит от кристаллографического направления, для оценки пьезоэлементов применяют коэффициент электромеханической связи К, характеризующий эффективность преобразования механической энергии в электрическую и наоборот (при прямом и обратном пьезоэффекте), а также механическую добротность Qm, определяемую потерями на внутреннее трение в. материале, от значения которой существенно зависит увеличение амплитуды колебаний элемента при резонансной частоте. Работоспособность пьезоматериалов определяется также значениями г,, tg б и точкой Кюри Тс. [c.558]

Материалы класса И предназначены для применения в условиях сильных электрических полей и высоких механических напряжений. Дополнительным требованием здесь является малый tg 6 и высокая механическая добротность Qm. [c.558]

Материалы класса П1 применяют для пьезоэлементов с повышенной стабильностью резонансных частот во времени и с изменением температуры, с высокой механической добротностью Qm. [c.558]

Кристаллы кварца отличаются очень высокой механической добротностью (б-Ю" —10 и выше у синтетических кристаллов) и малыми значениями tg б (не более [c.559]

Основную роль при выборе материала играют такие параметры, как температурный коэффициент резонансной частоты (ТКЧ), механическая добротность Q , резонансный промежуток Д/ и т. п. [c.311]

Широта применения кварца обусловлена уникальным сочетанием превосходных упругих свойств, обеспечивающих достижение механической добротности до и более, с наличием ряда [c.138]

Для оценки эффективности пьезоэлектриков, подлежащих использованию в фильтровых устройствах, необходимо различать их применение в широкополосных и узкополосных фильтрах. В первом случае материал должен обладать высоким коэффициентом электромеханической связи, зависящим, в свою очередь, от величины эффективного пьезокоэффициента. При этом к величинам механической добротности и ухода частоты с температурой предъявляются сравнительно невысокие требования, ограниченные допустимыми искажениями затухания в заданном диапазоне температур в полосе пропускания и вне ее. [c.148]

Механическая добротность на 100 МГц Стабильность частоты при воздействии 1,1-105 1,5-1 OS [c.153]

Соединение г ТКе, 10- Механическая добротность [c.244]

Нелинейность, проявляющаяся в зависимости модуля Юнга Е и механической добротности Q от амплитуды механического напряжения а и в зависимости магнитострикционной характеристики Я от амплитуды индукции В, изучалась на ферритах 21, 41, 42 и 38 [59]. При исследовании [c.126]

Рис. 7. Зависимость механической добротности феррита 21 от амплитуды механического напряжения Оп при оптимальном подмагничивании и при = 300 э

Ход зависимости от Оц, представленный на рис. 7 для феррита 21, типичен для всех магнитострикционных ферритов при оптимальном подмагничивании наблюдается быстрое падение добротности с ростом Оп при сильном подмагничивании, вблизи насыщения, добротность падает значительно меньше. Зависимость от Од при оптимальном подмагничивании выражена тем сильнее, чем больше величина К материала. Это видно из табл. 5, где приведены значения ( для четырех типов ферритов. При Яо=300 д очень высокой добротностью отличаются ферриты 38 и 42. Этот факт можно объяснить большой крутизной кривых намагничивания этих ферритов, вследствие чего они насыщаются быстрее других, так что при Яо= 300 э их добротность близка к собственной механической добротности керамики, в которой заторможены доменные процессы. [c.127]

Интересен вопрос распределения всей излучаемой мощности между уже измеренным полезным излучением, излучением в масло и механическими потерями всей системы (электрическими потерями в кварцевых пластинах можно пренебречь). Для решения этой задачи в работе [42] был предложен способ, в соответствии с которым измерялись механические добротности и резонансные частоты системы в четырех различных состояниях 1) без воды и масла, когда вся излучаемая мощность расходуется лишь на механические потери 2) с водой, без масла 3) с маслом, без воды 4) с водой и с маслом (рабочее состояние). [c.197]

Механическая добротность головки громкоговорителя — добротность, обусловленная потерями в механических элементах подвижной системы головки громкоговорителя (добротность при отсутствии тока в электрической цепи головки громкоговорителя). [c.111]

Кристаллы кварца обладают очень высокой механической добротностью Си. Для обычных образцов О., = 5-10 10 , а для лучших кристаллов достигает 10 Это обеспечивает весьма высокую частотную избирательность кварцевых резонаторов. Другим ценнейшим свойством кварца является высокая стабильность его параметров от самых низких температур до точки 5 — а перехода при 573° С (температура плавления 1700° С) и наличие срезов с нулевым температурным коэффициентом частоты. [c.237]

Qn— механическая добротность искательной головки [c.177]

У пьезоэлектрических вибраторов есть еще одна важная константа механическая добротность, обычно обозначаемая Qм. Электрическая добротность обусловленная диэлектрическими потерями, определяется выражением = связанным с комплексной абсолютной [c.283]

Реже используют механическую добротность Q , которая связана с коэффициентом затухания [c.203]

В качестве преобразователей в современном высокочастотном дефектоскопе используют специальную пьезокерамику с низкой механической добротностью. Используются искатели иммерсионного типа или с локальной ванной, сфокусированные и несфокусированные. На рис. 76 изображены зондирующие импульсы слабо демпфированного обычного дефектоскопического, применяемого на частотах 1—10 МГц, и сильно демпфированного высокочастотного преобразователей. [c.158]

В точках, удовлетворяющих этим условиям, оо, а значения конечны. Физический смысл отмеченных нелинейных резонансов состоит в том, что одна из частот, возникающая из-за нелинейности, совпадает с одной из собственных частот резонатора. Если акустический резонатор имеет высокую механическую добротность, нелинейные эффекты вблизи резонансов при внешнем возбуждении могут проявляться при очень малых амплитудах. Для реальных резонаторов, у которых добротность ограничивается потерями на вязкость и теплопроводность, нелинейные явления зависят, как и в случае бегущих волн, от числа Рейнольдса. В [15] показывается, что в качестве числа Рейнольдса для резонаторов в виде слоя, с одной стороны которого происходит возбуждение, а другая сторона механически свободна, можно взять [c.97]

Магнитострнкционные материалы. Основными характеристиками магнитострикционных материалов (см. табл. 27.32), применяющихся для изготовления магнитострикционных преобразователен, являются коэффициент магнитомеханической связи К, квадрат которого равен отношению преобразованной энергии (механической или магнитной) к подводимой (соответственно магнитной или механической), динамическая маг-гщтострикционная постоянная a=(da/dS)s и маг-ьитострикционная постоянная чувствительности Л= ((ЗВ/а)где а — механическое напряжение, Я/м , В — магнитная индукция, Тл, а индексы и Я означают неизменность деформации и магнитного поля. Величина а существенна для работы излучателей, а Л — для работы приемников. Плотность р и модуль Юнга Е определяют резонансную частоту преобразователей от механической прочности, магнитострикции насыщения X и индукции насыщения Вь зависит предельная интенсивность магнитострикционных излучателей механическая добротность Q, удельное электрическое сопротивление р.-,л и коэрцитивная сила Не определяют потери энергии на вихревые токи и гистерезис при работе преобразователя. Значения К, а, Л существенно зависят от напряженности подмагничивающего поля, значение которого Яопт, отвечающее максимуму К, обычно называют оптимальным. [c.615]

Если к пьезоэлементу приложить переменное напряжение, то в нем возникнут переменные механические колебания. Амплитуда их меняется при изменении частоты переменного поля при совпадении частоты поля с собственной (резонансной) частотой пьезоэлемента амплитуда приобретает максимальное значение. Это позволяет представить такой пьезоэлемёнт эквивалентной электрической резонансной схемой. Подобно колебательному электрическому контуру пьезоэлектрический резонатор характеризуют механической добротностью Q. [c.159]

Сложные механические системы, как правило, содержат большое число разных конструктивных элементов или узлов, реакция которых на воздействие механичесюос вибра-хщй существенно различна. Многие конструктивные изделия с точки зрения их реакции на вибрационные и ударные воздействия можно представить в виде системы масс, пружин и демпферов. Эквивалентные механические системы можно представить как демпфированную линейную упругомассовую систему с определенной механической добротностью Q и резонансной частотой /о Идеализированная модель изделия может быть получена путем объединения аналогичных, совершенно не зависящих одна от другой элементарных упругомассовых моделей с различными резонансными частотами /о, добротностью Q и [c.359]

Каждая из областей применения предъявляет свои требования, и очевидно, что сопоставление и выбор материалов должны вестись по некоторой системе специализированных оценочных коэффициентов, являющихся мерой пригодности данного материала для соответствующего назначения. Естественно, что отбор характеристик для сопоставления возможен лишь из числа обычно измеряемых или рассчитываемых. Основными параметрами пьезоэлектрических монокристаллов и поляризованных сегнетокерами-ческих и полимерных текстур обычно являются тензоры диэлектрической проницаемости гц, пьезомодуля гя, и упругой податливости. В некоторых случаях подлежат учету величины коэффициентов электромеханической связи kij и коэффициента механической добротности Q . [c.132]

В качестве излучателей в жидкой среде применяют главным образом пьезокерамику с высоким коэффициентом электромеханической связи и большой механической добротностью. Эти излучатели используются в ультразвуковой гидролокации и дальней подводной связи. Для излучателей упругих волн в твердые среды, которые работают до СВЧ-диапазона (уже в области гиперзвука), обычно применяют тонкие пленки пьезополупроводников — оксида цинка, сульфида кадмия или нитрида алюминия. В ряде случаев используют также предельно утонченные ионным травлением пластинки ниобата лития. Учет реальных условий эксплуатации, например в режимах работы гидроакустических устройств, возможен лишь при проведении конкретных инженерных расчетов, 134 [c.134]

Кристаллы кварца, дигидрофосфата аммония и сегпетовой соли, применявшиеся на ранних этапах развития ультразвуковой-гидроакустической техники, в настоящее время практически полностью вытеснены пьезокерамикой, имеющей более высокую пьезоэлектрическую эффективность, стабильность характеристик и возможность промышленного изготовления из нее пьезоэлементов сложной конструкции и больших размеров. Для мощных излучателей, в которых можно опасаться разогрева, применяют керамику с большой механической добротностью и малыми диэлектрическими потерями ЦТС-23, ТБК-3, PZT-8. Интенсивность излучения может достигать нескольких ватт на квадратный сантиметр при КПД порядка 50—90% [54, 55]. [c.143]

Тангенс магнитных потерь и механическая добротность изменяются с ростом температуры не очень сильно при 400° величина Q падает не более чем на 20 %, а при 500° — не более чем на 40 % от своего значения при комнатной температуре. Эти данные относятся к колебаниям с малой амплитудой. Измерения преобразователей из феррита 21, колеблющихся с амплитудой механического напряжения около 100 кг1см , показали, что с ростом температуры от 20 до 100° добротность их заметно возрастает [54]. [c.124]

Даже при мощности порядка нескольких ватт измерение ферритовых излучателей следует проводить при одинаковой амплитуде колебаний в воде и в воздухе, чтобы избежать ошибок за счет сильной зависимости механической добротности от амплитуды. ] 1етод определения к.п.д. по импеданс-диаграммам, полученным при измерениях в воде и в воздухе, аналогичен рассмотренному выше. [c.134]

В каждом из состояний снималась резонансная кривая и вычислялись собственные частоты и механическая добротность. Две из этих кривых показаны на рис. 48. Полученные таким образом данные позволяют установить баланс излучаемой мощности 65% идет на полезное излзшение, 25% — на излучение в масло и 10% — на механические потери. На основании этих данных можно также определить интенсивность у поверхности излучателя. Преобразуя известное выражение (см. работу [43]), можно получить для кварцевого излучателя [c.197]

Материалы класса П предназначены для использования в условиях воздействия сильных электрических и механических напряжений, например, в мощных источниках ультразвука, системах зажигания. В этом случае во избежание располяризации пьезоэлемента внешним электрическим полем применяют сегнетотвердые материалы. Дополнительным требованием для материалов высокочастотных генераторов ультразвука является малый tg б и высокая механическая добротность. [c.234]

Ниобат и таиталат лития, обладающие более высокими, чем кварц пьезомодулями и коэффициентами электромеханической связи (см. табл. 22.3), во многих областях применения вытесняют кварц. Использование этих кристаллов в фильтрах вместо кварца позволяет получить большую широкополосиость при меньших габаритах, более низкое сопротивление в полосе прозрачности, большую изоляцию от паразитных колебаний. Механическая добротность Q ниобата и танталата лития сохраняет высокое значение (10 —10 ) до СВЧ-диапазона, тогда как у кварца она максимальна при частоте 1 МГц, а выше 100 МГц снижается до значений, меньших 10 . Поэтому использование кристал- [c.239]

Следует отметить, что увеличение содеряаяия добавки ведет к снижению механической добротности материала. Так, в случае [c.151]

Пьезомодули имеют следующие значения d — = —2,25-10 2 м/В, di4=0,85-10- 2 м/В. Их значения меньше, чем у сегнетовой соли, но кварц отличается высокой физической и химической стабильностью, особенно высока у него механическая добротность Qm, достигающая нескольких десятков тысяч. Плотность кварца равна 2650 кг/м температурный коэффициент линейного расширения— 7,97-10- К , удельное сонротивление р= =3-10 2 Ом-м, относительная диэлектрическая проницаемость параллельно оптической осн (оси z) е п =4,6, а в перпендикулярном ей направлении Erj =4,5. Квар-певые вибраторы могут быть изготовлены не только из пластин, перпендикулярных оси 2. Если угол между нормалью к плоскостн пластины и осью 2 равен 55 или 138°, то можно получить пулевой температурный коэффициент частоты. Кварц используют для изготовления резонаторов, пьезоэлектрических вибраторов, кварцевых фильтров и для других целей. Без кварца нельзя обойтись в технике связи. [c.299]

Из пьезоматериалов наибольшее применение получила пьезокерамика цирконат-титанат свинца (ЦТС). Кварц применяют, если необходимо обеспечить высокостабильные изменения. Метаниобат свинца имеет низкую механическую добротность, и его можно применять без демпфера. Кроме того, у него очень малы радиальные колебания, являющиеся источником помех. Ниобат лития имеет высокую температуру точки Кюри (1160 °С). [c.216]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...