Пьезоэлектрические преобразователи

Пьезоэлектрическими называются кристаллы и текстуры, электризующиеся под действием механических напряжений (прямой пьезоэффект) и деформирующиеся в электрическом поле (обратный пьезоэффект). Особенностью пьезоэффекта является знакочувствительность, т. е. изменение знака заряда при замене сжатия растяжением и изменение знака деформации при изменении направления поля.

Область применения пьезоэлектрических преобразователей весьма обширна.

. Преобразователи, использующие прямой пьезоэффект, применяются в приборах для измерения силы, давления, ускорения.

. Преобразователи, выполненные из материалов, обладающих пироэффектом, могут быть использованы для измерений тепловой радиации.

3. Преобразователи, использующие обратный пьезоэффект, применяются в качестве излучателей ультразвуковых колебаний, в качестве преобразователей напряжения в деформацию, например, в пьезоэлектрических реле, пьезовибраторах осциллографов, в качестве обратных преобразователей приборов уравновешивания и т. д.

4. Преобразователи, использующие одновременно прямой и обратный пьезоэффекты, - пьезорезонаторы, имеющие максимальный коэффициент преобразования одного вида энергии в другой на резонансной частоте, и резко уменьшающийся коэффициент преобразования при отступлении от резонансной частоты (т. е. высокую добротность), - используются в качестве фильтров, пропускающих очень узкую полосу частот.

Пьезорезонаторы, включенные в цепь положительной обратной связи усилителя, работают в режиме автоколебаний и используются в генераторах. В зависимости от типа кристалла, среза и типа возбуждаемых колебаний пьезорезонаторы могут выполняться с высокостабильной, не зависящей от внешних факторов собственной частотой и с управляемой собственной частотой. Управляемые резонаторы используются в частотно - цифровых приборах как преобразователи различных величин (температура, давление, ускорение и т. д.) в частоту. Пьезоэлектрические генераторы могут применяться и как амплитудные преобразователи, работая в режиме изменения добротности, например, для фиксации соприкосновения колеблющегося кристалла с каким - либо телом. Пьезоэлементы, кроме того, используются в твердых схемах, заменяющих собой целый ряд электронных устройств.

Решение

Данные для решения задачи:

; ; F = 80 Н;

а = 0,15 м; b = 0,3 м, d = 0,2 м

q = ·F;

;

- емкость плоского конденсатора (е = е11)

С= · 2,3·10-12 = 4,5·10-12

Решим задачу в общем виде

Uвых =

Другие стьтьи в тему

Разработка измерительного канала температуры на основе бесконтактных методов
Без грамотного построения измерительного канала невозможно построить систему автоматического регулирования и управления технологическим процессом (АСУТП). Данный курсовой проект дает возможность не только в теории, но на практике познать сущность проблемы проектирования измерительных ...

Разработка измерительного преобразователя
Современная экономика характеризуется широкой интеграцией передовых технологий, в том числе и в области промышленной электроники. Мировая тенденция - тесное сотрудничество разработчиков элементной базы, электронных систем и аппаратуры, т. е. объединение научно-технических потенциал ...