цьому напруга, що надходить на вхід підсилювача, буде обчислюватися за такою формулою:
В
Вихідна напруга підсилювача обчислюється як:
У формулі для вихідної напруги (5.3.1.2) С є загальною ємністю. Вона визначається наступним виразом:
(5.3.1.3)
- місткість між гранями пьезоелектрика,
- ємність кабелю між житловою і екраном,
- додаткова стабільна ємність.
Опір R даної вимірювальної ланцюга визначається паралельно з'єднаними опорами кабелю, вхідним опором підсилювача, опором і опором перетворювача:
,
Вихідна напруга підсилювача збільшується за рахунок збільшення його коефіцієнта підсилення:
В
де і - опору, що представляють собою дільник напруги. Однак, лише до відомих меж, так як з ростом коефіцієнта посилення підсилювача і зменшенням глибини зворотного зв'язку зростають похибки підсилювача. Надалі в результаті розрахунків з'ясувалося, що необхідно взяти підсилювач з коефіцієнтом підсилення:
В
У формулі (4.3.1.2) q - заряд, що утворюється на п'єзоелементі, визначається наступним виразом:
В
де - п'єзомодуль. Він вибирається з описаної вище матриці п'єзомодуль (таблиця 1). В умовах розв'язуваної задачі був вибрано таке значення п'єзомодуль для титанату барію:
В
F - сила, що діє на пьезоелемент. Вона визначається за формулою (5.3.1). p> прикладається тиск задається виходячи з вихідних даних для проектування. p> Значення площі поверхні обчислюється за такою формулою:
В
r - радіус пьезоелемента,
= 3,14.
В результаті при r = 10 мм отримуємо розрахункове значення площі поверхні пьезоелектрика:
S = 0.000314 (м 2 )
Проведемо розрахунок всіх ємностей входять до складу перетворювача: ємність передавального напруга кабелю АВК-3 береться з довідника і є рівною
= 75 (пФ).
Значення додаткової стабільної ємності також є постійним і вибирається та літератури:
= 25 (пФ).
Ємність між гранями пьезоелектрика обчислюється з наступного виразу:
В
де - відносна діелектрична проникність титанату барію (= 1600),
- діелектрична проникність вакууму (= 8,854 (пФ/м),
S - площа пьезоелектрика (малюнок 4),
d - відстань між гранями пьезоелектрика (малюнок 4). d = 0,005 (м)
В
Малюнок 4. Схематичне зображення пьезоелемента
У результаті розрахунків за формулою (4.3.1.10) місткість розроблюваного перетворювача дорівнює:
В
Тоді отримаємо, що загальна ємність згідно з формулою (5.3.1.3) буде дорівнює:
С = 990 (пФ)
Значення перелічених на початку цього розділу опорів необхідн...
