f р за формулою (2.1):
(2.1)
де f 0 - власна частота п'єзоелектричного перетворювача, яка обчислюється за формулою (2.2):
(2.2)
антирезонансного частота пьезоелемента, що має форму диска дорівнює власній частоті
Розраховуємо частотний коефіцієнт N f, часто званий частотної постійної за формулою (2.3):
(2.3)
Розрахунок швидкості звуку З зв в п'єзомодуль використовуючи резонансну частоту f р за формулою (2.4):
(2.4)
Знаючи геометричні розміри п'єзомодуль, і використовуючи формулу (2.5) розрахуємо площу виникнення заряду S:
(2.5)
Розрахунок максимального механічного напруги? max під дією максимальної сили F max за формулою (2.6):
(2.6)
Допустиме механічне напруження при стисканні (? sg) пьезоелемента, виконаного з п'єзокераміки ТБК - 3, становить 24 * 10 липня.
Зробимо перевірку умови? maxT? ? sg:
, 252 * 10 травня H / м 2? 24 * 7 Жовтня H / м 2
Розрахуємо власну ємність перетворювача C 0 за формулою (2.7):
(2.7)
Так як у нас перетворювач виконується з двох пластин, то його сумарна ємність складе:
Визначимо величину заряду q, що виникає на обкладках за формулою (2.8):
(2.8)
Тоді напруга холостого ходу U хх визначимо за формулою (2.9):
(2.9)
Висновок
У ході виконання курсової роботи були розраховані деякі параметри п'єзоелектричного перетворювача, зокрема ємність перетворювача і напруга холостого ходу при різних видах деформації. Ознайомилися з численним класом діелектриків, що називаються сегнетоелектричної керамікою, зокрема основною властивістю якої є перетворення механічної дії в напругу. Ознайомилися із загальними для всіх керамік характеристиками.
Розрахунок напруги холостого ходу п'єзоелектричного перетворювача для декількох видів деформації показав, що напруга на електродах залежить не тільки від прикладеної сили, а й від того, як цю силу прикладають. Так само при різних видах деформації резонанс проявляється при різних частотах.
Найбільш дешевим матеріалом є п'єзокераміка ТБ - 1 (BaTiO 3). Відсутність у складі летких при бжіге компонентів і простота технології виготовлення обумовлюють його широке поширення. Більшої температурною стабільністю характеристик володіють тверді розчини титанатів барію і кальцію з добавкою кобальту (ТБК - 3) і титанатів барію кальцію і свинцю (ТБКС) [4].
Список використаних джерел
1.
.
.
.
.
.
. Шарапов В.М., Мусієнко М.П., ??Шар...
