压电换能器和换能器阵 上PDF电子书下载

第一章 引言 1

第二章 晶体的物理性质 6

2.1 晶体的特征 6

2.2 晶体的宏观对称性 9

2.2.1 对称要素和对称操作 9

2.2.2 晶体的32种宏观对称型和国际符号 11

2.2.3 晶体定向和结晶符号 15

2.2.4 晶片定向标准 23

2.3 晶体的物理性质 29

2.3.1 晶体的介电性 30

2.3.2 晶体的弹性 32

2.3.3 晶体的压电性 41

2.3.4 晶体的铁电性 45

2.3.5 压电方程 52

2.4.1 张量变换 65

2.4 坐标变换 65

2.4.2 矩阵变换 74

2.4.3 任意切割晶片的电弹常数的变化 89

2.4.4 各种压电晶体的常数矩阵 94

参考文献 97

第三章 压电材料 99

3.1 压电材料的重要参数 100

3.1.1 弹性、介电和压电常数 100

3.1.2 机电耦合系数 100

3.1.3 介质损耗因子tanδE和电学品质因数QE 102

3.1.4 机械损耗因子tanδM和机械品质因数QM 104

3.1.5 频率常数N 106

3.1.6 老化 106

3.1.7 温度稳定性和居里点 108

3.1.9 额定动态抗张强度 110

3.1.10 高静态应力对材料性能的影响 110

3.1.8 电退极化 110

3.2 压电单晶体 115

3.2.1 压电石英晶体 115

3.2.2 铌酸锂 120

3.2.3 罗谢耳盐 122

3.2.4 磷酸二氢铵晶体 123

3.3 压电陶瓷 124

3.3.1 钛酸钡压电陶瓷 125

3.3.2 锆钛酸铅压电陶瓷 126

3.3.3 偏铌酸铅压电陶瓷 127

3.3.4 铌酸钾钠压电陶瓷 127

3.3.5 钛酸铅压电陶瓷 128

3.4 几种新型压电材料 129

3.4.1 压电高聚物 130

3.4.2 压电复合材料 132

参考文献 134

3.4.3 玻璃陶瓷 134

第四章 压电陶瓷常用振动模的等效图 137

4.1 集总参数模 138

4.1.1 压电陶瓷薄圆环的径向对称模 138

4.1.2 压电陶瓷薄球壳的球对称模 143

4.2 电场垂直长度的长度伸缩晶片 146

4.2.1 电路状态方程式 147

4.2.2 机械振动方程式 147

4.2.3 机电等效图 147

4.2.4 自由振动情况 149

4.3 电场平行于波传播方向的厚度剪切晶片 153

4.3.1 电路状态方程式 153

4.3.2 机械振动方程式 154

4.3.3 机电等效图 156

4.3.4 自由振动情况 156

4.4 电场平行于波传播方向的厚度伸缩晶片 158

4.3.1 电路状态方程式 159

4.5 电场平行于长度的长度伸缩晶片 159

4.5.2 机械振动方程式 160

4.5.3 机电等效图 161

4.5.4 自由振动情况 162

4.6 薄圆片的径向振动 162

4.6.1 柱坐标中的基本方程 162

4.6.2 基本方程的简化 164

4.6.3 机电等效图 165

4.7 小结 169

4.8 机电耦合系数 170

4.8.1 定义 171

4.8.2 横向机电耦合系数k31 172

4.8.3 厚度剪切机电耦合系数K15 172

4.8.5 纵向机电耦合系数K33 173

4.8.6 平面机电耦合系数KD 173

4.8.4 厚度机电耦合系数K1 173

4.9 有效机电耦合系数Keff 174

4.10 考虑损耗的压电陶瓷常用振动模的等效图 177

4.10.1 复数压电方程 177

4.10.2 机电等效图的推导 178

4.10.3 自由振动时的等效电路 182

参考文献 183

5.1 等截面细棒纵振动的等效机械图 185

第五章 一维复合压电换能器 185

5.2 无限太平板剪切振动的等效机械图 187

5.3 无限太平板纵振动的等效机械图 188

5.4 变截面细棒纵振动的等效机械图 189

5.5 厚度振动换能器 192

5.6 复合棒换能器 197

5.6.1 P个晶片级联组合系统的机电等效图 200

5.6.2 喇叭形盖板的等效机械图 204

5.6.3 复合棒压电振子的机电等效图 206

5.6.4 共振频率方程 208

参考文献 210

第六章 圆柱形压电换能器 211

6.1 压电陶瓷薄圆管的自由振动 212

6.1.1 基本方程的简化 213

6.1.2 频率方程 214

6.1.3 等效电导纳 216

6.2 压电陶瓷圆柱形接收器的静态理论 218

6.2.1 应力函数和它的解 219

6.2.2 由边条件定解 221

6.2.3 开路接收电压灵敏度 223

6.2.4 比较和讨论 228

参考文献 230

第七章 弯曲振动压电陶瓷换能器 231

7.1 定义和假设 232

7.2 运动方程 235

7.3 边界条件 239

7.4 换能器的能量 241

7.5 机电等效图 244

7.6 有效机电耦合系数 248

参考文献 248

第八章 叉指换能器 249

8.1 工作原理和基本特性 250

8.2 叉指换能器等效电路 254

参考文献 259

第九章 压电换能器暂态效应的分析 261

9.1 波动方程及其解 261

9.2 厚度模换能器的必要方程和边界条件 263

9.3 压电晶片的电响应 264

9.3.1 开路响应 264

9.3.2 有电阻负载的响应 269

9.4 压电晶片的机械响应 271

9.5 雷德伍德等效电路 274

参考文献 276