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Zibo Yuhai Electronic Ceramic Co., Ltd.

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Zibo Yuhai Electronic Ceramic Co., Ltd. [Shandong,China] ビジネスタイプ:メーカー貿易と市場: アメリカ大陸 , アジア , 東ヨーロッパ , ヨーロッパ , 中東 , 北ヨーロッパ , 西ヨーロッパ輸出国:31% - 40% 本命:ISO9001, REACH, RoHS

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ピエゾ素子の動作

入力周波数の影響
入力周波数が低い場合、圧電セラミック素子に加えられる力と、圧電素子によって生成される電界または電荷との関係は次のとおりです。

E = -(g33T)
Q = -(d33F)
ここで E: 電界
g33: 圧電電圧定数
T: セラミック素子の応力
Q: 発生した電荷
d33: 圧電電荷定数
F: 加えられた力

印加電圧または電界と、それに対応する圧電セラミック素子の厚さ、長さ、または幅の増減との関係は次のとおりです。
Δh = d33V
S = d33E
Δl / l = d31E
Δw / w = d31E
ここで、l: セラミック要素の初期の長さ
w: セラミック要素の初期幅
Δh：セラミック素体の高さ（厚み）の変化
Δl：セラミックエレメントの長さの変化
Δw：セラミック素子の幅の変化
d: 圧電電荷定数
V：印加電圧
S: ひずみ (高さの変化/要素の元の高さ)
E: 電界

交流電場にさらされた圧電セラミック素子は、その場の周波数で周期的に寸法を変化させます。要素が電気入力に応答して最も容易に振動し、電気エネルギー入力を機械エネルギーに最も効率的に変換する周波数 (共振周波数) は、セラミック材料の組成およびセラミックの形状と体積によって決まります。要素。

サイクリングの頻度が高くなると、エレメントの振動は最初にインピーダンスが最小になる周波数 (最大アドミタンス) に近づきます。この周波数も共振周波数です。周波数がさらに高くなると、インピーダンスは最大 (最小アドミタンス) まで増加します。これは反共振周波数でもあります。これらの周波数は実験によって決定されます。その方法については、「共振周波数の決定」を参照してください。

最小インピーダンス周波数と最大インピーダンス周波数の値を使用して、電気機械結合係数 k を計算できます。k は、圧電材料が電気エネルギーを機械エネルギーに、または機械エネルギーを電気エネルギーに変換する効率の指標です。 k は、振動モードとセラミックエレメントの形状に依存します。誘電損失と機械的損失もエネルギー変換の効率に影響します。通常、誘電損失は機械的損失よりも重要です。

安定性 - 圧電セラミック素子のほとんどの特性は、分極後の時間に対して対数関係で徐々に低下します。経年劣化の正確な速度は、セラミック要素の組成とそれを準備するために使用される製造プロセスによって異なります。要素の電気的、機械的、または熱的な制限を超えて取り扱いを誤ると、この固有のプロセスが加速する可能性があります。

電気的制限 - 分極フィールドとは反対の極性の強い電界にさらされると、圧電材料の分極が解消されます。脱分極の程度は、材料のグレード、暴露時間、温度、およびその他の要因によって異なりますが、通常、200-500 V / mm 以上の電界で大幅な脱分極効果があります。交流電流は、極性が分極場の極性と反対である各半サイクル中に脱分極効果を持ちます。
機械的限界圧電材料のドメインの配向を乱すのに十分な機械的応力は、双極子の整列を破壊する可能性があります。電気的脱分極に対する感受性と同様に、機械的ストレスに耐える能力は、圧電材料のさまざまなグレードやブランドによって異なります。

熱制限 - 圧電セラミック材料がキュリー点まで加熱されると、ドメインが無秩序になり、材料の分極が解消されます。セラミックの推奨上限動作温度は、通常、°C とキュリー点のほぼ中間です。推奨される動作温度範囲内では、温度に関連したドメインの方向の変化は元に戻せます。一方で、これらの変化により、電荷の移動や電界が発生する可能性があります。また、急激な温度変化によって比較的高い電圧が発生し、セラミック素子の分極を解消することができます。コンデンサをシステムに組み込んで、余分な電気エネルギーを受け入れることができます。

特定のセラミック材料の場合、焦電電荷定数 (特定の温度変化に対する極性の変化) および焦電場の強さ定数 (特定の温度変化に対する電界の変化) は、材料の脆弱性の指標です。焦電効果。高い圧電電荷定数：焦電電荷定数比または圧電電圧定数：焦電場強度定数比が高いほど、焦電効果に対する良好な耐性を示します。

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