рювачі параметричного типу, що використовують одночасно прямий і зворотний пьезоеффекти - п'єзоелектричні резонатори, найбільш ефективно випромінюють і приймають енергію на фіксованій резонансній частоті. Пьезорезонатори застосовуються в смугових фільтрах, лініях затримки, перетворювачах переміщення або приєднаної маси в частоту для датчиків рівня, щільності та ін
Достоїнствами п'єзоелектричних перетворювачів є висока лінійність характеристик, широкі динамічні та частотні діапазони, простота конструкції і висока надійність при експлуатації.
Робота п'єзоелектричних перетворювачів заснована на використанні п'єзоелектричного ефекту, що представляє собою здатність деяких матеріалів утворювати на гранях поверхні при механічному навантаженні електричні заряди (так званий прямий пьезоеффект), а при додатку електричного поля механічно деформуватися (зворотний пьезоеффект).
. Явища, що відбуваються в п'єзоелектрик
Розглянемо в загальних рисах явища, що відбуваються в п'єзоелектрик, для двох випадків п'єзоелектричного перетворення енергії.
П'єзоелемент (ПЕ) - тіло з п'єзоелектрика певних розмірів, геометричної форми і орієнтації щодо основних кристалографічних осей (або напрямку поляризації у разі п'єзокераміки, що має провідні обкладки (електроди).
В
Рис 2. П'єзоелемент: 1 - пластина з п'єзоелектрика; 2 - електроди з провідного матеріалу, накладені на межі пластини
Таким чином, пьезоелемент являє собою електричний конденсатор з твердим (кристалічним або керамічним) діелектриком. Особливістю такого конденсатора є наявність п'єзоелектричних властивостей у діелектрика, що заповнює простір між електродами. Нижче буде показано, яке значення має наявність пьезоеффекта і яким чином він впливає на електричні і механічні характеристики пьезоелемента. Якщо пьезоелемент використовується як електромеханічний перетворювач, то його орієнтацію вибирають виходячи з вимог досягнення найбільшого ефекту. Зовнішні сили (як механічні, так і електричні), що впливають на пьезоелемент, можуть бути як розподіленими, так і зосередженими. Розподілені сили дозволяють досягти більш ефективного перетворення. Тому для більш ефективної поляризації обсягу пьезоелектріка використовують електроди,. покривають всю площу граней пьезоелемента, а для створення рівномірно розподіленого механічного напруги - накладки з пружного матеріалу, добре прилеглі до граней пьезоелемента і перетворюють зовнішні зосереджені сили в розподілені.
Зовнішня сила викликає деформацію пьезоелемента, його поляризацію і виникнення на електродах протилежних електричних зарядів. Величина електричного заряду або виникає при цьому напруги може бути виміряна відповідним вимірювальним приладом, приєднаним до електродів пьезоелемента...
