і напрямку нуля. p> В якості пьезоелемента для проектованого перетворювача був обраний титанат барію. Так як дана п'єзокераміка має необхідну чутливість, високу точку Кюрі, більшу стійкість до вологості зовнішнього середовища і невеликі робочі відхилення. Під час роботи перетворювача на пьезоелемент, зображений на малюнку 2, по осі У. діє зовнішня сила F, і на межі, перпендикулярній осі виникає заряд:
В
де - d 33 коефіцієнт пропорційності, званий п'єзомодуль і виражався в Кл/Н.
В
Малюнок 2. Схематичне зображення пьезоелемента
У загальному випадку на пьезоелемент можуть діяти стискають або розтягують напруги по трьох осях X, У, Z і ще зсувні напруження, які у свою чергу викликають деформації граней zу, ху, Zх відповідно, т.e. витягають їх у ромби.
У разі складної деформації, щоб розрахувати заряди, що виникають на який-небудь грані, необхідно враховувати всі діючі напруги і відповідні п'єзомодуль. П'єзомодуль записуються у вигляді матриці, яка складається з трьох рядків, відповідних гранях пьезоелемента, на яких виникають заряди щільністю і між якими прикладається поле напруженістю Е, і шести стовпців, які відповідають напруженням в п'єзоелементі. p> Матриця пьезоелемента містить 18 п'єзомодуль і може бути представлена ​​наступним чином:
В
Індекс п'єзомодуль означає, що розглядається заряд на межі I при дії напруги вздовж осі j. При визначенні знаків зарядів за позитивний напрямок поля приймається напрямок поля поза пьезоелемента, що збігається з позитивним напрямком відповідної осі. Позитивними вважаються деформації розтягування, а негативними - стиснення. Деформація зсуву вважається позитивною, якщо діагональ, яка має розтягнення, проходить через перший і третій квадрати системи координат, утвореної кристалографічними осями, що лежать в площині зсуву для спостерігача, що дивиться сположітельного кінця осі, перпендикулярній площині зсуву. p> У таблиці 1 наводиться матриця п'єзомодуль для обраного пьезоелектрика - титанату барію.
Таблиця 1 - Матриця п'єзомодуль для титанату барію
КонстантаТітанатбаріяd ij, (10 -12 Кл/Н) 00002500 00025000 -78-78190000
4.3.1 Розрахунок функції перетворенні
Можливим варіантом вимірювальної ланцюга п'єзоелектричного датчика може служити ланцюг, представлена ​​на малюнку 3.
В
Малюнок 3. Вимірювальна ланцюг п'єзоелектричного датчика
У вищезгаданій вимірювальної ланцюга схемі використовується інвертується підсилювач на основі операційного підсилювача з вхідним каскадом на польовому транзисторі. При...
