Тема: Проверка состояния расчётов предприятия. Учебная работа № 372340

Учебная работа № 372340. Тема: Проверка состояния расчётов предприятия

Выдержка из подобной работы

…….

Расчет преобразователя

…..ипе изгибных колебаний, данный
излучатель способен работать на высоких частотах и излучать большую
удельную мощность. Простейший биморфный элемент представляет собой две склеенные
пьезоэлектрические пластины, свободно опертые по периметру (рис, 1а).
Поскольку знак деформации (сжатие или растяжение) зависит от полярности
электрического напряжения, то электроды можно соединить так, что под
действием переменного напряжения одна пластина будет стремиться
растягиваться, а другая — сжиматься, в результате создается изгибающий
момент и пластины будут изгибаться (рис. 1,а). Поперечные колебания изгиба дают возможность получить малогабаритную
колебательную систему и преобразователь в целом. На рис. 1,6 показан
дисковый пластинчатый преобразователь, состоящий из металлического диска 1
(для упрочнения) и двух приклееных к нему круглых пьезобиморфных пластин 2;
колебательная система помещена в корпус 3, нижняя пластина – в заливочную
массу 4. Принцип действия. Для возбуждения колебаний изгиба механической
системы в режиме излучения необходимо создать в ее поперечных сечениях
изгибающие моменты. Для обеспечения режима приема надо соединить электроды
таким образом, чтобы именно механические напряжения, вызванные деформациями
изгиба пластин, преобразовывались в электрические сигналы. Этим требованиям отвечают механические колебательные системы в виде
биморфных элементов, состоящих из разнородных пластин, жестко связанных
плоскостями, и отличающихся электрическими или механическими свойствами.
Если в одной из пластин создать напряжения сжатия Т, укорачивающие ее
длину, одновременно в другой—напряжения растяжения, растягивающие ее, то
возникнут изгибающие моменты М относительно срединной плоскости пластин
(рис. 1, а). При приеме под действием падающей акустической волны биморфный
элемент изгибается на несущих опорах и в пьезокерамических пластинах
возникают механические напряжения Т, преобразуемые ими в электрические
сигналы (рис. 2,б). Если для создания механических колебаний (или преобразования
механических напряжений в электрические сигналы) используют
пьезоэлектрические пластины, электроды в биморфном элементе надо соединить
определенным образом. При этом необходимо учитывать взаимные направления
полей первоначальной поляризации пластин (вектор Ео), возникающих
механических напряжений -(Т) и напряженности внешнего рабочего
электрического (вектор Ео). [pic] Рис.1. Схема конструкции преобразователя работающего на колебаниях
изгиба Варианты соединения электродов в биморфном элементе, образованном
пьезокерамическими пластинами, приведены на рис. 4.16, а, б. Полярность
электрических зарядов, возникающих на электродах 3, показана условно.
Отличия в электрических свойствах соединяемых пьезопластин создаются
выбором взаимных направлений полей поляризации Еу к рабочего Е. Если
направления вектора Јo и мгновенное значение вектора Е в одной из пластин
совпадают, то в ней возникнут механические напряжения одного направления
(например, сжатия), в этот момент в другой пластине, где Ец и Е направлены
встречно, возникнут напряжения противоположные (растяжения). Этим и
обусловлено создание изгибающего момента в поперечных сечениях пластин. Рис. 2. Способы соединения пластин в преобразователе Па рис.2,а показан биморфный элемент в виде соединения двух пластин,
одна (1) из которых пьезоактивна, другая (2) изготовлена из пассивного
материала, например металла или диэлектрика, Изгибающий момент в таком
биморфном элементе возникает при создании электрического поля (и
деформации) в пластине 1, при этом пластина 2, называемая подложкой, не
изменяет своих размеров. В режиме приема деформация изгиба пластины /
вызывает механические напряжения, которые приводят к появлению разности
потенциалов на электродах 3. Подобную колебательную систему называют
полупассивной. Таковы физические предпосылки создания механических колебательных
систем, реализующих принцип действия пластинчатых преобразователей. На практике для наибольшей эффективности пластинчатых
преобразователей стремятся создать условия закрепления биморфных элементов,
близкие к свободному оп…