Zulassungsmerkmale der piezoelektrischen Keramik

Die Zulassungsmerkmale werden weiter basierend auf dem erhaltenen äquivalenten Schaltplan despiezoelektrischer Keramikwandler. Um die Ableitung zu vereinfachen, wird angenommen, dass der piezoelektrische Keramikwandler keinen elektrischen Verlust hat, dh 0R = 0, und die äquivalente Schaltung ist eine LC -Schaltung. Für die Analyse des Serienzweigs nach der Definition der Resonanzfrequenz kann 1B = 0, 1G = 0 oder 111RG = erhalten werden. Da der dynamische Widerstand des piezoelektrischen Keramikwandlers 0R des dynamischen Widerstands von Null nicht null sein kann, kann bekannt sein, dass nur 111RG den Zustand der Serienresonanz erfüllen. Anschließend berücksichtigt die Situation nach dem Hinzufügen eines statischen Kondensators die statische Kapazität, die Zulassung des Wandlers entspricht der Anfälligkeit des Serienzweigs. Im Allgemeinen ist der mechanische Qualitätsfaktor des piezoelektrischen Keramikwandlers groß, dh in der Nähe der Serie Resonanzfrequenz variiert der Wert von 00 cjy mit der Frequenz und kann als Konstante angenähert werden. Daher ist es nur notwendig, die Ordinate des vom Serienzweigs erhaltenen Zulassungskreis zu verschieben, und die Abszisse bleibt unverändert, um den Wandler nach Zugabe des statischen Kondensators zu erhalten, und berücksichtigen dann den statischen Widerstand des Wandlers. Es ist unwahrscheinlich zeigt, dass der Anfälligkeitswert größer als Null ist, wenn sff

Zu diesem Zeitpunkt, nachdem das Leistungssignal durch den Wandler gegangen ist, ändert sich nur die Amplitude, und es gibt keine Phasenänderung, dh die Spannung und die Stromsignale sind in der Phase dieser beiden Frequenzen, der kleinere Wert der Frequenz -RF wird bezeichnet die Resonanzfrequenz vonHartmaterial Piezoelektrische Keramikund der größere AF wird als Anti-Resonanzfrequenz bezeichnet. Darüber hinaus gibt es eine Frequenz -MF, die den Zulassungswert des Wandlers und eine Frequenz -NF maximiert, bei der der Zulassungswert der kleinste ist. Die Frequenz PF am Schnittpunkt des Ursprungs und der Serienresonanzfrequenzpunkt und der Zulassungskreis wird als parallele Resonanzfrequenz bezeichnet. Darüber hinaus sollte insbesondere darauf hingewiesen werden, dass die obige Diskussion innerhalb eines kleinen Frequenzvariationsbereichs um eine Resonanzfrequenz der Vibrationsmodus durchgeführt wird. Wenn der Durchmesser des Zulassungskreises in diesem Frequenzbereich viel größer ist als die Änderung von 0 ° C. Es ist richtig, ansonsten wird die Zulassungskurve des Wandlers sehr kompliziert, wobei die Eigenschaften der Rebkurve den Ableitungsprozess des obigen Zulassungsdiagramms, die Beziehung zwischen jedem Parameter und dem Zulassungsdiagramm im äquivalenten Schaltkreis des Im Folgenden wird der piezoelektrische Keramikwandler eingeführt und die jeweiligen Berechnungsformeln angegeben. Im Zulassungsdiagramm des Wandlers ist der Durchmesser parallel zur Längsachse hergestellt, und die Zulassung wird an zwei Punkten abgerundet, die jeweils als 1F und 2F bezeichnet werden. Bei 1F sind die dynamischen Leitfähigkeits- und Empfindungswerte der Serienzweige gleich.

Es ist aus der obigen theoretischen Ableitung der Korrelationsfunktionsmethode ersichtlich.PZT4 Piezoceramic ZylinderDas Messsignal sind unabhängig von der Frequenz des Signals. Das heißt, die Korrelationsfunktionsmethode wird nicht von der Frequenz beeinflusst und kann verwendet werden, um die Phasendifferenz des Signals der unbekannten Frequenz zu messen. Gleichzeitig basiert die Ableitung der Korrelationsfunktionsmethode auf einer sinusförmigen Funktion. Daher kann es nur verwendet werden, um Sinus- oder Cosinus -Signale zu messen, und es kann keine allgemeinen periodischen Signale messen.

Da das Rauschinterferenzsignal vonSäulenpiezoelektrik -Keramikist nicht mit dem ursprünglichen Signal korreliert, die Korrelationsfunktionsmethode kann die Rauschinterferenz effektiv unterdrücken. Wenn im System jedoch ein starkes Korrelationsinterferenzsignal vorhanden ist und das Signal-Rausch-Verhältnis relativ niedrig ist, ist der Messfehler der Korrelationsfunktionsmethode relativ groß. Aus der endgültigen Berechnungsformel der diskreten Sequenz der Korrelationsfunktionsmethode ist ersichtlich Eine größere Anzahl von Stichprobenpunkten ist für das Berechnungsergebnis näher zum wahren Wert. Der Messfehler ist kleiner. Basierend auf der obigen Analyse der Eigenschaften der Korrelationsfunktionsmethode ist ersichtlich, dass die Korrelationsfunktionsmethode eine starke Unterdrückungsfähigkeit für Gleichstromversetz und Rauschen im abgetasteten Konvertierungssignal aufweist. Der Fehler ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die endliche Länge anstelle von Gaußschen Weiß verwendet wird. Der Quantisierungsfehler der Rausch -A/d macht das erkannte sinusförmige Signal nicht vollständig nicht mit dem Rauschsignal nicht korreliert. Daher hängt der Messfehler der Korrelationsfunktionsmethode mit der Anzahl der Bits der A/D-Umwandlung zusammen. Das Signal-Rausch-Verhältnis des Signals hat die Anzahl der Erfassungspunkte.

Die eingeschränkte Kurvenanpassung an die kleinste Quadrate des Zulassungskreises besteht darin, dass wir die Leitfähigkeits- und Empfindungswerte des piezoelektrischen Wandlers bei jeder Testfrequenz erhalten haben und das Zulassungskreisdiagramm zeichnen, aber dies reicht nicht aus.

Es ist aus der Berechnungsformel der verschiedenen Parameter despiezoelektrische Scheiben Piezo -KeramikÄquivalente Schaltung, die wir auch benötigen, um den Wert des Zentrums und des Radius des Zulassungskreises zu erhalten. Dazu ist es notwendig, eine kreisförmige Kurvenanpassung an den erhaltenen diskreten Punkten durchzuführen. Es gibt viele Möglichkeiten, einen Kreis zu passen. Häufig verwendet werden die durchschnittliche Methode, die gewichtete durchschnittliche Methode und die Methode mit der kleinsten Quadrate. Die Idee der durchschnittlichen Methode besteht darin, den Durchschnittswert der horizontalen und vertikalen Koordinaten jedes diskreten Punkts separat und als horizontale und vertikale Koordinaten des Zentrums des Kreises, den Durchschnittswert des Abstands vom Zentrum des Kreises, zu berechnen zu jedem diskreten Punkt wird als Radius angenommen. Diese Methode ist einfach zu berechnen und ist für den Fall geeignet, in dem die diskreten Punkte gleichmäßiger verteilt sind. Für den Fall einer ungleichmäßigen Verteilung wird die berechnete Zentrumsposition jedoch nach der Seite verzerrt, an der die diskreten Punkte dicht verteilt sind und der berechnete Wert des Radius zu klein ist. Die gewichtete durchschnittliche Methode ist eine Verbesserung der durchschnittlichen Methode. Es fügt einen Koeffizienten bei der Bogenlänge zwischen zwei benachbarten Punkten bei der Berechnung der Zentralkoordinaten hinzu, was den Einfluss der ungleichmäßigen Verteilung diskreter Punkte verringert und den Fehler verringert. Da die Lichtbogenlänge zwischen zwei benachbarten Punkten jedoch nicht genau erhalten werden kann (in der Praxis wird der Abstand zwischen zwei Punkten verwendet), ist der Fehler immer noch groß. Im Gegensatz dazu weist die Methode mit der kleinsten Quadrate eine höhere Präzision auf.