СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЬЕЗОМОДУЛЕЙ Советский патент 1994 года по МПК G01R29/22 H03H3/02 

Описание патента на изобретение SU1648175A1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении и физических исследованиях пьезокерамических элементов.

Цель изобретения - повышение точности.

Возбуждают одномерные линейные моды колебаний в прямоугольном пьезокерамическом элементе путем воздействия на него электрическим напряжением с переменной частотой, измеряют частоту его механического резонанса, компоненты упругой податливости, геометрические размеры и активную составляющую проводимости в области резонанса и определяют площадь под кривой активной составляющей проводимости. Затем вычисляют пьезомодули dij в соответствии с выражением
dij= C , где - площадь под кривой активной составляющей проводимости пьезокерамического элемента;
ωр - частота механического резонанса пьезокерамического элемента,
Сji - константы, равные:
С31 = S11E ˙t/l ˙w - для поперечной моды колебаний;
С33 = S33E ˙l/t ˙w - для продольной моды колебаний;
С15 = S55E ˙t/l ˙w - для сдвиговой моды колебаний;
S11E, S33E, S55E - компоненты упругой податливости,
t, w, l - толщина, ширина и длина пьезокерамического элемента соответственно.

Основная ошибка при определении пьезомодулей обусловлена точностью определения интеграла от функции активной составляющей проводимости в частотных пределах, где эта функция отлична от нуля. Погрешность определения этого интеграла складывается из погрешностей измерения частотыω и активной составляющей проводимости ϕ(ω) пьезокерамического элемента. Методическая же погрешность непосредственно его определения (вычисления), т. е. определения площади под кривой активной составляющей проводимости, может быть сделана пренебрежимо малой. При определении интеграла (ω)dω, т. е. при суммировании значений ϕ(ω) на каждой частоте, случайные составляющие погрешности измерения величин ϕ(ω)иω взаимно компенсируются. Систематическая составляющая погрешности измерения величинϕ(ω) иω компенсируется аппаратурными средствами. Таким образом, погрешность определения этого интеграла, а следовательно, и пьезомодулей практически не превышает погрешности измерения частоты, что существенно меньше погрешности определения пьезомодулей в известном способе, основанном на измерении резонансного промежутка пьезокерамического элемента.

Определение пьезомодулей в соответствии с изобретением обеспечивает высокую точность (погрешность определения составляет десятые доли процента). (56) Пьезокерамические материалы. Технические условия. ОСТ 11 0444-87, 1987, с. 60, 61-63, 86-87.

Похожие патенты SU1648175A1

название год авторы номер документа
Способ определения пьезомодулей 1991
  • Земляков Виктор Леонидович
SU1800406A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1991
  • Земляков В.Л.
RU2029445C1
Способ измерения полного набора модулей пьезоэлектрической керамики на одном образце 2017
  • Мадорский Виктор Вениаминович
RU2663271C1
Способ определения упругих податливостей s11Е, s12Е, s13Е, s33Е и пьезоэлектрических модулей d31,d33 на одном образце в виде диска 2016
  • Мадорский Виктор Вениаминович
RU2629927C1
Способ определения добротности колебания растяжения-сжатия по толщине пьезокерамического элемента 1989
  • Межерицкий Александр Васильевич
SU1742749A1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДОБРОТНОСТИ ПЬЕЗОРЕЗОНАТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2012
  • Земляков Виктор Леонидович
  • Ключников Сергей Николаевич
RU2499234C1
Способ определения обобщенных параметров колебаний конструкций по частотным характеристикам 2020
  • Долгополов Антон Валерьевич
  • Парышев Сергей Эмильевич
  • Пронин Михаил Александрович
  • Крапивко Анатолий Васильевич
RU2758152C1
СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ БУРОВОЙ КОЛОННЫ 2013
  • Кюллингстад Оге
RU2609038C2
ЦИФРОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 2014
  • Кондаков Евгений Владимирович
  • Иванов Николай Макарович
  • Милославский Юлий Константинович
RU2584719C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ НА НАЛИЧИЕ ДЕФЕКТОВ 2009
  • Карузо Светлана Михаиловна
  • Степанов Лев Давидович
  • Стырикович Иосиф Иосифович
RU2487345C2

Реферат патента 1994 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЬЕЗОМОДУЛЕЙ

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - повышение точности определения пьезомодулей. Возбуждают одномерные линейные моды колебаний в прямоугольном пьезокерамическом элементе путем воздействия на него электрическим напряжением с переменной частотой, измеряют частоту его механического резонанса, компоненты упругой податливости, геометрические размеры и активную составляющую проводимости в области резонанса и определяют площадь под кривой активной составляющей проводимости. На основе этих величин вычисляют пьезомодули. Погрешность определения пьезомодулей при этом соответствует погрешности измерения частоты.

Формула изобретения SU 1 648 175 A1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЬЕЗОМОДУЛЕЙ, включающий возбуждение одномерных линейных мод колебаний в прямоугольном пьезокерамическом элементе путем воздействия на него электрическим напряжением с переменной частотой, измерение частоты механического резонанса пьезокерамического элемента, компонента упругой податливости и его геометрических размеров и вычисление величин пьезомодулей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно измеряют активную составляющую проводимости пьезокерамического элемента в области его резонанса, определяют площадь под кривой активной составляющей проводимости, а вычисление величины пьезомодулей осуществляют в соответствии с выражением
dij= C
где dij - величина пьезомодуля с соответствующими индексами i, j;
- площадь под кривой активной составляющей проводимости ϕ / ω пьезокерамического элемента;
ωp - частота механического резонанса пьезокерамического элемента;
Cij - константы, равные:
C31= S11E˙t / 1˙W - для поперечной моды колебаний,
C33= S33E˙1 / t˙W - для продольной моды колебаний,
C15= S55E˙t / 1˙W - для сдвиговой моды колебаний;
S11E ; S33E ; S55E - компоненты упругой податливости;
t, W, 1 - толщина, ширина и длина пьезокерамического элемента соответственно.

SU 1 648 175 A1

Авторы

Земляков В.Л.

Даты

1994-02-28Публикация

1989-01-16Подача