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压电陶瓷振子中的损耗及其对振子特性的影响

6=SimSun压电陶瓷振子中的损耗及其对振子特性的影响阮伯仰叶会英陈新21.郑州大学,郑州45005之2新乡广播电视大学,新乡453000导纳方程出发,详细分析了纵效应振动及横效应振动模式振子的谐振1反谐振频率频率偏移量与损耗大小机电耦合系数大小的关系。

1引百压电陶瓷振子在频率控制和选择传感器及执行器等方面有着广泛的应甩因其低成本高机电费合1等特点,可望将其应用于大批量的通信设备中,如盘型振子已广泛应用于移动通信设备中,压电微悬臂可用于微机械电子系统中。目前,在压电陶瓷器件应用中有个亟待解决的问,即如何合理地处理材料中的损耗问,这问阻碍着压电陶瓷器件的发展及推广应甩压电陶瓷材料的损耗问最近几年才受到重视,其主要原因是因为多年来高品质因数2低损耗材料在谐振器行业直占统治地位然而,由于压电陶瓷的低成本高耦合及制造简单等优点,其应用越来越广但是目前对有关的损耗机理研究得还不够深入,在设计时对损耗的处理常常过于简,化甚至采用不合理的假设,使得理论和实际有较大出入,常常出现研制出的器件性能+能满足预先设计的要求问,这就驱使我们研究低成本压电陶瓷材料中的损耗问2复机电耦合系数机电耦合系数是个能反映压电振子特性的综合性参数,在压电元件的应用中起着重要作用的无损压电振子的机电耦合系数定义为定义相应的有损压电振子的机电耦合系数有损怙况下。这些量均为复数机电耦合系数可取正值或,实部传统意义上的机电耦合系数,值为01虚嗔反映振村料中的损耗大小,其取值范为,3损耗对振子谐振反谐振频率的影响3.1纵效应振动模式首先以纵效应振动模式中的丁式为例,其收稿日期200心02阻抗达式2当虑损耗,式中。邰为复数。频率让也可用复数不,则附抗丁小为!1然,3满足,时产生反谐振为使分析方便,定义频率偏移量率归化的频率,定义则,妥,将式6代入式7可得令放=况+外,=根据恒等关系cos2x.式勒可化为以说和,力变匿的旧线性方程组由式128阿求出频率偏移量与谐序似耦合系数实部及员耗量大小之间的关系移量及归化频率的取值范围中财=1时的频率偏移量取值在曲线800以下,即取值范围在界线对应于极限情况=1=.