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《一种直接测量压电换能器串联谐振频率和并联谐振频率的新方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、一种直接测量压电换能器串联谐振频率和并联。。._。.‘。___二一*谐振频率的新万法鲍善惠(陕西师范大学应用声学研究所西安710062)2003年7月28日收到摘要本文提出了一种利用补偿原理直接测量压电换能器串联谐振频率fs和并联谐振频率九的新方法一补偿法。在这种方法测量原理的基础上,进行了实际测量,并设计了一种实用的测量电路。采用此方法测量的测量结果与电桥法的结果相符得很好。关键词压电换能器,谐振频率,新的测量方法AnoveldireetmethodformeasuringtheserialandthePa
2、rallelresonantfrequeneiesofaPiezoeleetrietransdueer一BAOShanHuieAjjedAeous亡js亡j七u七eofs五aan。a]fjj’an71006(Th即“几对N二Unvers妞X2)AbstraetPutforwardinthispaPer15anewandsimplemethodformeasuringtheserialresonafrequeneydtheparaelresonalltfrequeney尸oapiezoeleetrient九an
3、llfftrsueer,Taiooset5toeeesuseeeeorsueerandhemnPintfthimhod1lthPtanfthetandajnc,byParallelinganirsesuseePtaneetogetaPureadmittaneeortoeaneelthereaetaneenveseriazinganirsereaetaneetogetaPureresistanee.raetieaeasuriereubylinveAPlmngiit15gin.Theeasuredresultby
4、thisethodeoieesaereetovemmnidwiththtbythbidgmhde.Verywll,,Keyrdssona注ItfrequeneiesPiezoeleetrietransdueerNovelasuringmethodwoRe毗1引言点。只有九即电流与电压波形的同相点而得出,和九无法用简单的方法直接测出而这两个,一般情况下压电换能器有6个特征频、频率在换能器的参数计算性能评价和阻抗匹,,率即最大导纳频率几和最小导纳频率人配中有着重要的作用。通常,可用电桥法绘出,串联谐振频率fs和并
5、联谐振频率九共振频,压电换能器的阻抗曲线和导纳曲线再从曲线。率介和反共振频率fa其中几和人可以。来间接求得fs和九但这种方法或者需要进,用传输线法测得fr和fa可以通过观察谐振,行耗时很多的复杂操作或者需要昂贵的专用*陕西师范大学重点科研基金赞助项目(项目号99504)12·23卷6期(2004)。,设备因此对于机械品质因数Q二高的换能示的电导G和电纳B的并联。按定义,G取,。。Ga、器常用几和人分别代替fs和九但对于最大值m时的频率即串联谐振频率九,,。Q。低的换能器这种近似引起的误差较大用导纳圆图可以说明
6、测量fs的原理从。[lm,,需要进行繁琐的修正即使是Q高的换图lb可以看出在f附近换能器的电纳是容,、人与九之间的差。L,能器有载时几与fs性的给换能器并联一个电感再加上信号,。,别仍然是很大的(如本文实验中的肠01样品电压调节信号频率f可以使回路谐振(即电。,1Hz,。这种差别在0以上)针对上述情况本压与电流同相)对外呈纯电导GG的大小L。L,文提出了一种能够简单而准确地测量九和九因的值而异通过调节和f总能找到G的方法。,为最大的谐振点这点的f就是串联谐振频率九。2如果对图la的电路作串联一并联等效变测量原
7、理,,Za队3}换便可以得到图中的电路图中的C0,:压电换能器在谐振频率附近的等效电路如同图1a中的C0其他元件的数值为。la图所示静态电容C0所在的支路称为并联、2:,l、2l,‘咪五五气=C/C0(C0+C),I,卜支路动态电感L动态电容Cl和动态电阻‘1=、2尺:2。():嘴几组成的支路称为串联支路Y0和姚分别,表示这两个支路的导纳换能器的总导纳则用!X匕介网琐一‘B。傲}肠助Cl蜘公刀星抖卜一/」一‘‘“巨b队耳丫丫二z灿,JU变形的等效电路和阻抗圆图!~即姻即·丫士,、、21用z0代表C0的阻抗代表
8、q从压电换能器的等效电路和导纳圆图,lG的并联阻抗则换能器的总阻抗为la:可以计算出换能器的导纳11Z=Z0+21二,一-二:-+二二-一一一-二厂一二二二一-,了甲CoGi+7又公Ci一1/曰为1)Y二Y0+Yl=R+3jX()1二J公+;子一下一下万,干一一,厂厂二二C0,i十J气毋山1一1/留妙1)上式代表R一X平面上的一个圆即阻抗圆如几R1Zb。它表明换能器在任何频率上都可图所示一十(。L,
