Втрати енергії в п’єзокерамічних резонаторах і їх вплив на характеристики коливань

Бічна панель сторінки статті

PDF (English)
Опубліковано: Apr 1, 2014
DOI: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2014.19.2.142210
Ключові слова:
п’єзокерамічні резонатори, втрати енергії, електромеханічні коефіцієнти зв'язку, резонансні / анти-резонансні механічні якості

Основний зміст сторінки статті

Velerii Leonidovych Karlash
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Анотація

Стаття присвячена анадізу сучасних досягнень у проблемі втрат енергії в п’єзокерамічних резонаторах. Паралельно презентується нова проста методика експериментального визначення коефіцієнтів втрат енергії та зв’язку і подається думка автора, чому механічна добротність на резонансі та антирезонансі є різною. Причина полягає у „затиснутій” ємності та у величині коефіцієнта електромеханічного зв’язку. Чим кращий електромеханічний зв'язок, тим дужче „затиснута” ємність і тим вищий її вплив на антирезонансну частоту й добротність.

Бібл. 36, рис. 4., табл. 3.

Блок інформації про статтю

Як цитувати
Karlash, V. L. (2014). Втрати енергії в п’єзокерамічних резонаторах і їх вплив на характеристики коливань. Електроніка та Зв’язок, 19(2), 82–93. https://doi.org/10.20535/2312-1807.2014.19.2.142210
Номер
Том 19 № 2 (2014)
Розділ
Акустичні прилади та системи
Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).

Посилання

Berlincour D.A., Curran D.R. and Jaffe H. (1964), «Piezoelectric and piezomagnetic materials and their function in transducers». In Physical acoustics, Vol.1. W. P. Mason ed. New York, Academic Press, pt. A. pp. 169 – 270.

Butterworth S. (1915), “On electrically maintained vibrations”. Proc. Phys. Soc. (London), Vol. 27, pp. 410 – 424.

Cady W.G. (1922), “Theory of longitudinal vibrations of viscous rodsy”. Phys. Rev., Vol. 19, no 1, pp. 1 – 6.

Dye D.E. (1926), “The piezoelectric quartz resonator and its equivalent circuit”. Proc. Phys. Soc. (Lon-don), Vol. 38, pp. 399 – 453.

Dyke Van S. (1925), “The electric network equivalent of piezoelectric resonators”. Phys. Rev., Vol. 25, p. 895(A).

Glozman I.A. (1972), “Pjezokeramika [Piezoceramics]”. Moscow, Energhiya. P.288. (Rus)

Holland R. (1967), “Representation of dielectric, elastic and piezoelectric losses by complex coeffi-cients”. IEEE Trans. SU., Vol. SU-14. pp.18 – 20.

“IRE Standards on Piezoelectric Crystals: Measurements of Piezoelectric Ceramics”, (1961). Proс. IRE. Vol. 49, pp. 1161 – 1169.

Jaffe B., Cook W.R. and Jaffe H. (1971), “Piezoelectric ceramics”. London, Academic Press:.

Kalashnikov A.M. and Stepuk Ya.V. (1962), “Bases of radio-engineering and radiolocation vibrating systems”, Moscow, Voyeniz, p. 368. (Rus)

Karlash V.L. (1984), “Influence of energy dissipation on amplitude-frequency characteristics of thin piezoceramic disk full conductivity”, Electrichestvo, no 4, pp. 59 – 61. (Rus)

Karlash V.L. (1984), “Energy dissipation at vibrations of thin piezoceramic circular plates”, Prikladnaya mechanika, Vol. 20, no 5. pp. 77 – 82. (Rus)

Karlash V.L. (2005), “Resonant electromechanical vibrations of piezoelectric plates”, Int. Appl. Mech., Vol. 41, no 7, pp. 709 – 747.

.Karlash V.L. (2006), “Longitudinal and lateral vibrations of a plate piezoceramic transformer”, U.J. Phys., Vol. 51, no 10, pp. 985 – 991.

Karlash V.L., (2009), “Particularities of amplitude-frequency characteristics of admittance of thin pie-zoceramic half-disk”, Int. Appl. Mech., Vol. 45, no10, pp. 647 – 653.

Karlash V.L. and Ulitko A.F. (1976), “Method of mechanic stress investigation in vibrating piezoceram-ic bodies”, Eelectrichestvo, no 11, pp. 82 – 83. (Rus)

.Karlash V.L. (2004), “Electroelastic vibrations and transformation ratio of a planar piezoceramic transformer”, J. Sound Vib., Vol. 277, pp. 353 – 367."

.Karlash V.L. (2005), “Longitudinal and lateral vibrations of a planar piezoceramic transformer”, Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 44, no 4A, pp. 1852 – 1856.

Karlash V.L. (2007), “Planar electroelastic vibrations of piezoceramic rectangular plate and half-disk”, Int. Appl. Mech., Vol. 43, no 5, pp. 547 – 553.

Katz H.W. (1959), “Solid State Magnetic and Piezoelectric Devices”, New York, Willey.

Land C.E., Smith G.W and Westgate C.R. (1964), “The dependence of small-signal parameters of the ferroelectric ceramic resonators upon state of polarization”, IEEE Trans. Sonics and Ultrasonics, 1964. Vol. SU-11. - pp. 8 –19.

Mason W.P. (1940), “Location of hysteresis phenomena in Rochelle salt”, Phys. Rev., Vol. 58, pp. 744 – 756.

Martin G.E. (1965), “Dielectric, piezoelectric and elastic losses in longitudinally polarized segmented ceramic tubes”, U.S. Navy J. Underwater Acoustics, Vol. 15, pp. 329 – 332.

Mezheritsky V. (2005), “Electrical measurements of a high-frequency, high-capacitance piezoceramic resonator with resistive electrodes”, IEEE Trans UFFC, Vol. 52, no 8, pp. 1229 – 1238.

Mezheritsky A.V. (2002), “Quality factor of piezoceramics”, Ferroelectrics, Vol. 266, pp. 277 – 304.

Mezheritsky A.V. (2004), “Elastic, dielectric and piezoelectric losses in piezoceramics; how it works all together”, IEEE Trans UFFC, Vol. 51, no 6, pp. 695 – 797.

Quimby S.L. (1925), “On the experimental determination of the viscosity of vibrating solids”, Phys. Rev., Vol. 38, pp. 568 – 582.

.Shul’ga N. A. and Bolkisev A. M. (1990), “The Vibrations of Piezoelectric Bodies”, Kiev, Naukova dumka. (Rus)

Shul’ga M.О. and Karlash V.L (2008), “Resonant electromechanic vibrations of piezoelectric plates”, Kyiv, Naukova dumka, p. 272.(Ukr)

Smith J.G. (1976), “Iterative method for accurate determination of real and imaginary parts of materi-als coefficients of piezoelectric ceramics”, IEEE Trans. SU., Vol. SU-23, no 6, pp. 393 – 402.

Uchino K. and Hirose S. (2001), “Loss mechanisms in piezoelectrics: how to measure different losses separately”, IEEE Trans UFFC, Vol. 48, no1, pp. 307 – 321

Uchino K., Zheng J. H., Chen Y. H. (2006), “et al Loss mechanisms and high power piezoelectrics”, J. Mat. Sci, Vol. 41, pp 217 – 228.

Ural S.O., Tunodemi S., Zhuang Yu. and Uchino K., (2009), “Development of a high power piezoelec-tric Characterization system and its application for resonance/antiresonance mode characterization“, Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 48 056509.

Rosen C.A. (1954), US Patent 439 992.

Voigt W. (1910), “Lehrbuch der kristallphysik”, Leipzig, B.G.Teubner.

Zherebtsov I.P. (1965), “Radio-engineering”, Moscow, Svyaz’, Sov. Radio, 656 p. (Rus)