Impedancia máxima de resonancia de un disco piezoeléctrico

Los transductores piezoeléctricos tienen varios problemas importantes desde el punto de vista de los circuitos de conducción:

1. Capacitancia. Los transductores piezoeléctricos tienen grandes valores capacitivos en comparación con otros transductores. Los de audio y ultra-sonido de baja frecuencia tienen una capacidad de aproximadamente 150nF. Estos discos tienen aproximadamente 1 "/ 25 mm de diámetro.

2. Los de 1MHZ a 10MHZ de ultra-sonido son rectángulos pequeños epoxizados a una placa resonante.

3. A menudo, el controlador está hecho a medida para un cierto tipo de cristal piezoeléctrico. Esto protege tanto al conductor como al cristal de las frecuencias no resonantes y las corrientes de compensación de CC que pueden deformar el cristal.

4. La frecuencia de resonancia consume la menor cantidad de corriente y produce el nivel de salida más alto posible. Se produciría daño si la intensidad de la señal era demasiado fuerte y / o el cristal se calienta demasiado debido a la falta de un disipador de calor o altas temperaturas ambientales.

5. La frecuencia antirresonante consume la mayor cantidad de corriente y produce el nivel de salida más bajo posible. Se produciría daño si la intensidad de la señal era demasiado fuerte y / o el cristal se calienta demasiado debido a la falta de un disipador de calor o altas temperaturas ambientales.

6. Es una ley básica de la física que cuanto más grande es el cristal, más baja es la frecuencia de resonancia. Para una frecuencia de resonancia dada, se permite una pequeña variación en la frecuencia, con menos salida a medida que se aleja del punto central de la salida de resonancia máxima. La mayoría de los cristales permitirán un máximo de +/- 20%.

7. No pude encontrar el término "impedancia resonante promedio", al menos durante las búsquedas que hice. Sin embargo, el término "Resonancia Radial Fundamental" se refiere al punto central entre la frecuencia de resonancia máxima y la frecuencia de antirresonancia máxima. Esto es equivalente a la "impedancia resonante media". No incluyen submonónicos inferiores que emiten el lado del cristal, y el amplificador del controlador está diseñado para no permitir estas frecuencias fuera de banda.

8. Si puede encontrar la fuente de ciertos 'términos' utilizados para describir el comportamiento del cristal piezoeléctrico, podemos intentar interpretarlos por usted.

El siguiente artículo cubre algunos aspectos básicos de la impedancia frente a la frecuencia de resonancia.

  

La impedancia eléctrica es una característica distintiva de   Elementos piezoeléctricos. Se diferencia sustancialmente de la impedancia de   Elementos dieléctricos no piezoeléctricos cuando se accionan a un nivel suficientemente alto   frecuencias La diferencia se deriva del acoplamiento de los eléctricos.   Entrada de energía a movimiento mecánico. Recordemos que lo eléctrico   La impedancia se define como la caída de voltaje a través de un elemento dividido por   La corriente a través del elemento. Para una (geometría simple) piezoeléctrica   elemento, la impedancia eléctrica en un rango de frecuencia dado   parecen similares a eso    que se muestra aquí :

Gráfico de impedancia :

  

La impedancia para un elemento no piezoeléctrico (de la misma forma y   propiedades dieléctricas) también se muestra en azul. La presencia de   Las resonancias eléctricas y antirresonancias hacen que el piezoeléctrico.   Impedancia única. Las resonancias resultan de la entrada eléctrica.   Señal de activación de una resonancia mecánica en el elemento piezoeléctrico. Para cada   Resonancia mecánica en el elemento piezoeléctrico, una resonancia / antirresonancia.   El par existirá en la impedancia.

El siguiente enlace y el PDF son mucho más detallados, incluidos los materiales y las formas frente a las propiedades de resonancia, los límites térmicos,  etc: enlace