Розробка п’єзоелектричних перетворювачів механічних величин поліморфного типу - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Черкаському інженерно-технологічному інституті Міністерства освіти України. Науковий керівник доктор технічних наук, професор, Шарапов Валерій Михайлович, завідувач кафедрою приладобудування Черкаського інженерно-технологічного інституту. Офіційні опоненти:заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор Куценко Альфред Миколайович, завідувач кафедрою загальної і теоретичної фізики Одеського державного політехнічного університету; доктор фізико-математичних наук, професор Курмашев Шаміль Джамашевич, завідувач науково-дослідною лабораторією ”Сенсорна електроніка” Одеського державного університету ім. Захист відбудеться 30 вересня 1999 р. о 1330год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д41.052.01. в Одеському державному політехнічному університеті за адресою: 270044, м.Від характеристик первинних вимірювальних перетворювачів значною мірою залежать точність і надійність роботи систем керування і регулювання, приладів контролю технологічних процесів та характеристик навколишнього середовища, безпека роботи ядерних, теплових, хімічних установок, літальних апаратів і морських обєктів, тому роботи зі створення нових і удосконалюванню відомих перетворювачів є дуже актуальні. Слід також відзначити, що в нашій країні не налагоджене виробництво пєзоелектричних перетворювачів статичного і динамічного тисків, лінійних і вібраційних прискорень для ракетної техніки, авіації й випробувальної техніки, систем керування й обчислювальної техніки, перетворювачів для не руйнуючого контролю, та ін. Досягнення поставленої мети планувалось: шляхом побудови і дослідження фізичних і математичних моделей перетворювачів, які більш точно описують досліджувані перетворювачі; В дисертації сформульовано і вирішено такі задачі: Розробити методику і підвищити точність розрахунку круглих компланарних асиметричних біморфних пєзоперетворювачів з урахуванням характеристик металевих електродів і клейового зєднання. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювалися на 15 науково-технічних міжнародних і республіканських конференціях: на конференції "Actuator-96" (Bremen, 1996); на 51-й науковій сесії, присвяченій Дню радіо, (Москва, 1996); на конференції "Автоматика - 96" (Севастополь, 1996); на конференції "Теория и техника передачи, приема и обработки сигналов" (Харків, 1996); на 52-й науковій сесії, присвяченій Дню радіо, (Москва, 1997); на конференції "Современная контрольно-испытательная техника" (СКИТ-97) (Київ, 1997); на конференції "Автоматика-97" (Черкаси, 1997); на Міжнародній конференції "Приборостроение-97" (Вінниця, 1997); на Міжнародній конференції "Теория и техника передачи, приема и обработки сигналов" (Харків, 1997); на Міжнародній конференції "Metrology And Metrology Assurance" (Bulgaria, 1998); на Міжнародній конференції "Датчик-98" (Москва, 1998); на Міжнародній конференції "СИЭТ3-98" (Київ, 1998); на International Ultrasonics Simposium (Sendai, Japan, 1998); на конференції "Приборостроение-98" (Вінниця, 1998); на конференції "СИЭТ4-98" (Севастополь, 1998).Для цих перетворювачів установлені залежності між чутливістю перетворювача в дорезонансній області - області, у якій вони найбільше широко використовуються - і розмірами. 1-a-4(1-)-4 } Uвих( ), де W - прогин; - циліндрична згинна жорсткість; m3, m4 - згинні моменти; - радіус прогину; - пєзомодуль; - статичний тиск; - радіус мембрани; rp-радіус пєзоелемента; - координати, що відраховуються від серединної поверхні пєзокерамічного диска; - постійна механічна напруга; ?g1 - відношення товщин: мембрани до пєзопластини; - товщина пєзокерамічної пластини; - планарний коефіцієнт електромеханічного звязку; Проведені розрахунки показали, що, чим менше товщина мембрани, клею, електродів і пєзоелементів, тим вище значення максимального прогину і відповідно чутливості. Зокрема, встановлено, що для симетричних (пєзокераміка-пєзокераміка) біморфних пєзоперетворювачів чутливість може бути підвищена в 1,5-1,6 разів при зменшенні (на відміну від відомих конструкцій) діаметра одного з пєзоелементів. Чутливість симетричних біморфних пєзокерамічних перетворювачів може бути також підвищена в 2-3 рази при впливі на біморфний елемент статичної сили, що прикладається перпендикулярно вектору поляризації.У дисертаційній роботі, на основі виконаних автором досліджень, вирішена науково-технічна задача, що полягає в удосконаленні теоретичної і технічної бази пєзоелектричних перетворювачів поліморфного типу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ