Расчет напряжения холостого хода для пьезоэлектрического преобразователя .

требуется определить резонансную частоту f_р по формуле (2.1):

(2.1)

где f₀– собственная частота пьезоэлектрического преобразователя, которая вычисляется по формуле (2.2):

(2.2)

Антирезонансная частота пьезоэлемента, имеющего форму диска равна собственной частоте

Рассчитываем частотный коэффициент N_f, часто называемый частотной постоянной по формуле (2.3):

(2.3)

Расчёт скорости звука С_зв в пьезомодуле используя резонансную частоту f_р по формуле (2.4):

(2.4)

Зная геометрические размеры пьезомодуля, и используя формулу (2.5) рассчитаем площадь возникновения заряда S :

(2.5)

Расчёт максимального механического напряжения σ_max под действием максимальной силы F_max по формуле (2.6):

(2.6)

Допустимое механическое напряжение при сжатии (σ_sg) пьезоэлемента, выполненного из пьезокерамики ТБК-3, составляет 24*10⁷. Произведём проверку условия σ_maxT≤σ_sg:

4,252*10⁵H/м²≤24*10⁷ H/м²

Рассчитаем собственную ёмкость преобразователя C₀ по формуле (2.7):

(2.7)