考虑介损的压电陶瓷开路输出电压研究

作     者：黄达 魏亚 郭为强 汪林兵 HUANG Da;WEI Ya;GUO Weiqiang;WANG Linbing

作者机构：清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 北京科技大学国家材料服役安全科学中心北京100083 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2020年第42卷第1期

页      面：62-66,70页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：PZT-5H压电陶瓷片 实际开路输出电压 介质损耗分析 荷载频率 有限元模拟 

摘      要：该文以PZT-5H为代表的d33模式压电换能器为研究对象,推导实际开路输出电压与荷载频率的关系,并分析考虑了介质损耗影响的必要性。通过设计验证性试验,并采用有限元模拟法,分别在不同换能器结构(单片和多片堆栈)、不同荷载幅值、不同加载频率条件下验证预测值与试验值的吻合程度。结果表明,压电陶瓷实际开路输出电压在低频荷载条件下随荷载频率的增大呈非线性增长,而在高频荷载条件下随荷载频率增长缓慢,理论公式预测值与试验值吻合良好。该文推导的压电陶瓷开路输出电压公式可用于实际压电陶瓷开路输出电压的预测分析。