Características de admissão de cerâmicas piezoelétricas

As características de admissão são analisadas com base no diagrama de circuito equivalente obtido doTransdutor de cerâmica piezoelétrico. Para simplificar a derivação, assume-se que o transdutor cerâmico piezoelétrico não tem perda elétrica, ou seja, 0R = 0, e o circuito equivalente é um circuito LC. Para a análise da ramificação da série, de acordo com a definição da frequência ressonante, permite 1b = 0, 1g = 0 ou 111RG = pode ser obtida. Como a resistência dinâmica do transdutor de cerâmica piezoelétrica real não pode ser zero, a expressão de 1g pode ser conhecida que apenas 111rg satisfaz a condição de ressonância da série. Em seguida, considerando a situação depois de adicionar um capacitor estático a capacitância estática, a admissão do transdutor é equivalente à suscetibilidade do ramo da série. Em geral, o fator de qualidade mecânico do transdutor cerâmico piezoelétrico é grande, ou seja, perto da frequência ressonante da série, o valor de 00cjy varia com frequência e pode ser aproximado como uma constante. Portanto, é necessário mudar a ordenada do círculo de admissão obtido pelo ramo da série, e a abscissa permanece inalterada para obter o transdutor após adicionar o capacitor estático e, em seguida, considerar a resistência estática do transdutor. O círculo de admissão real é improvável que seja tangente ao eixo longitudinal, mas à direção positiva do eixo horizontal por um determinado montante (o montante da distância translacional depende da resistência da resistência estática), uma breve análise do gráfico de admissão mostra que quando a SFF <é, o valor de suscetibilidade é maior que zero. Quando a SFF é, o valor de suscetibilidade é menor que zero. Portanto, à medida que a frequência aumenta, o círculo de admissão muda no sentido horário. Além disso, nas proximidades da frequência ressonante da série, existem dois pontos de frequência para que a suscetibilidade total do transdutor seja zero.

Neste momento, após o sinal de potência passa pelo transdutor, apenas a amplitude muda, e não há mudança de fase, ou seja, os sinais de tensão e corrente estão em fase dessas duas freqüências, o valor menor da frequência RF é chamado a frequência ressonante deCerâmica piezoelétrica de material duroe o maior AF é chamado de frequência anti-ressonante. Além disso, há uma Frequência MF que maximiza o valor de admissão do transdutor e uma frequência NF em que o valor de admissão é o menor. A Frequência PF na interseção da origem e do ponto de frequência ressonante da série e o círculo de admissão é chamado de frequência ressonante paralela. Além disso, deve ser particularmente apontado que a discussão acima é realizada dentro de uma faixa de variação de pequena frequência em torno de uma frequência de ressonância do modo de vibração. Quando o diâmetro do círculo de admissão é muito maior que a mudança de 0C nesta faixa de frequência. É correto, caso contrário, a curva de admissão do transdutor se tornará muito complicada, com as características da curva de videira. De acordo com o processo de derivação do gráfico de admissão acima, a relação entre cada parâmetro e o gráfico de admissão no circuito equivalente do O transdutor cerâmico piezoelétrico é introduzido abaixo, e as respectivas fórmulas de cálculo são fornecidas. No diagrama de admissão do transdutor, o diâmetro é paralelo ao eixo longitudinal é feito, e a admissão é arredondada em dois pontos, que são respectivamente denotados como 1F e 2F. Em 1F, a condutância dinâmica e os valores de suscetibilidade dos ramos da série são iguais.

Pode ser visto a partir da derivação teórica acima do método de função de correlação. Princípio da medida e diferença de fase doCilindro piezocerâmico pzt4.O sinal de medição é independente da frequência do sinal. Ou seja, o método de função de correlação não é afetado pela frequência e pode ser usado para medir a diferença de fase do sinal da frequência desconhecida. Ao mesmo tempo, a derivação do método de função de correlação é baseada em uma função sinusoidal. Portanto, só pode ser usado para medir sinais seno ou cosseno, e não pode medir sinais periódicos gerais.

Desde o sinal de interferência de ruído deCerâmica piezoelétrica da coluna.Não está correlacionado com o sinal original, o método de função de correlação pode efetivamente suprimir a interferência de ruído. No entanto, se houver um forte sinal de interferência de correlação no sistema, e a relação sinal-ruído é relativamente baixa, o erro de medição do método de função de correlação será relativamente grande. Pode ser visto a partir da fórmula final de cálculo da sequência discreta do método de função de correlação que o resultado do cálculo está relacionado ao número de pontos, isto é, a magnitude do erro de medição está relacionada ao número de pontos de amostragem e Número maior de pontos de amostragem estão mais próximos para o resultado do cálculo é o valor verdadeiro. O erro de medição é menor. Com base na análise acima das características do método de função de correlação, pode-se ver que o método de função de correlação tem forte capacidade de supressão para deslocamento e ruído DC no sinal de conversão amostrado. O erro é principalmente porque a amostra de comprimento finito é usada em vez de branco gaussiano. O erro de quantização de ruído A / D faz o sinal sinusoidal detectado não completamente não correlacionado com o sinal de ruído. Portanto, o erro de medição do método de função de correlação está relacionado ao número de bits da conversão A / D, a relação sinal-ruído do sinal tem o número de pontos de aquisição.

O encaixe de curva de mínimos quadrados constrangidos do círculo de admissão é que obtivemos os valores de condutância e suscetibilidade do transdutor piezoelétrico em cada freqüência de teste, e desenhe o diagrama de círculo de admissão, mas isso não é suficiente.

Pode ser visto a partir da fórmula de cálculo dos vários parâmetros doDiscos Piezoelétricos Piezo CerâmicaCircuito equivalente que também precisamos obter o valor do centro e raio do círculo de admissão. Para fazer isso, é necessário realizar uma curva circular nos pontos discretos obtidos. Há muitas maneiras de encaixar um círculo. Comumente usado é o método médio, o método médio ponderado e o método dos mínimos quadrados. A ideia do método médio é calcular o valor médio das coordenadas horizontais e verticais de cada ponto discreto separadamente, e como as coordenadas horizontais e verticais do centro do círculo, o valor médio da distância do centro do círculo para cada ponto discreto é tomado como o raio. Esse método é simples de calcular e é adequado para o caso em que os pontos discretos são distribuídos mais uniformemente. No entanto, para o caso de distribuição desigual, a posição central calculada será tendenciosa para o lado em que os pontos discretos são densamente distribuídos, e o valor calculado do raio será muito pequeno. O método médio ponderado é uma melhoria do método médio. Ele adiciona um coeficiente relacionado ao comprimento do arco entre dois pontos adjacentes ao calcular as coordenadas central, o que reduz a influência da distribuição desigual de pontos discretos e reduz o erro. No entanto, uma vez que o comprimento do arco entre dois pontos adjacentes não pode ser obtido com precisão (na prática, a distância entre dois pontos é usada), o erro ainda é grande. Em contraste, o método dos mínimos quadrados tem maior precisão.