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压电陶瓷振子的弯曲振动模式

2021-11-17
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如图2.7所示,把两个厚度相同、背有电极的陶瓷片黏结在一起,可以产生弯曲振动。被黏结的上下两个陶瓷片的极化方向相反时,应以串联方式(串联型振子)接入电源。上下两个陶瓷片极化方向相同时,应以并联方式(并联型振子)接入电源。

对于串联型振子,当上电极为正,下电极为负时,通过逆压电效应,上片伸长,,下片缩短,产生凸形弯曲形变;当上电极为负,下电极为正时,上片缩短,下片伸长,产生凹形弯曲形变;当外加电压为交变电压时,产生弯曲振动。

压电陶瓷振子的弯曲振动模式可分为厚度弯曲振动和宽度弯曲振动两种。将两片厚度相同而极化方向相反的压电陶瓷长条黏合在一起,当把交变电场施加到黏合片上时,将产生厚度方向的弯曲振动,其谐振频率与黏合片的长度和厚度之间的关系为


式中系数B与材料的性质有关系,可通过实验测定。此外,还可用两个极性相反的压电陶瓷片黏合在一薄金属片上,或者用一个陶瓷片黏合在一薄金属片上来产生厚度方向的弯曲振动。值得指出的是,薄金属片和黏合剂对弯曲振动元件的性能影响很大,必须正确选择。通常都采用高稳定性的镍铬钛合金材料作为振子的薄金属片。除了用黏合片的方法来产生厚度方向的弯曲振动。具体方法如下:经过极化处理以后的压电陶瓷薄长条,沿电极面的中线将电极面分成两部分。这样就相当于两个沿宽方向黏合的片子一样。当分割电极面上的电场符号相反时,上半片则缩短(或伸长),从而产生沿宽方向的弯曲振动。这种宽度弯曲振模式与厚度弯曲振动模式相似。