автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Пьезоэлектрические преобразователи для электроакустических устройств

V. о

он

Л Ь-' АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНА

ИНСТИТУТ КИБЕРНЕТИКИ им. АКАД. А.И.ГУСЕЙНОВА

На правах рукописи

УДК 534.232.082.75; 621.315.434

МАМЕДОВ АЛИХАН ГЕЙДАР оглы

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

специальность: 05.13.05 - Элементы и устройства

вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Баку - 1997

Работа выполнена в Азербайджанском Техническом Университете Научный руководитель:

- доктор технических наук, профессор Т.Б. ГУРБАНОВ Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Р.М.АЛИЕВ

- кандидат технических наук Н.С.АЛИЕВ

Ведущая организация - НПО "Норд"

Защита состоится "Л? >• ушам^я, 1997 г. в "/9" часов на заседании Специализированного Совета Д.004.21.01 при Институте Кибернетики АН Азербайджана по адресу: 370141, г.Баку, ул. Ф.Агаева, 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Кибернетики

рагослан /% ноябрл (99?г.

Ученый секретарь г / '

Специализированного ._/__-- // I / ^ Совета, к.т.н. у.М.

МИРЗОЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Пьезоэлектрические преобразователи имеют обширную область применения. Периферийные вводные устройства вычислительной техники; котировочные элементы адаптивной оптики; навигационные системы управления, информационно-измерительная техника; средства связи с оптоволоконными каналами; исполнительные механизмы в системах автоматического управления далеко не полный перечень сфер применения пьезоэлектрических преобразователей. Это объясняется тем, что пьезоэлектрические преобразователи по сравнению с альтернативными обладают такими преимуществами как технологичность, стабильность в работе, предельная конструктивная простота, высокое быстродействие и долговечность в процессе эксплуатации.

Несмотря на весьма широкую область применения пьезоэлектрических преобразователей, до сих пор отсутствует приемлемая для

• к ^ «

практических целей работа, которая в достаточной степени освещала бы процессы, происходящие в пьезоэлектрических динамических каналах электроакустических устройства с учетом взаимности преобразований.

В известных работах в области электроакустики обычно использовались сложные математические аппараты, которые значительно затрудняли проведение инженерных расчетов основных статических и динамических характеристик указанных преобразователей. Поставленные исследовательские и конструкторские работы в основном базировались на профессиональной интуиции исследователей и разработчиков, что способствовало затратам чрезмерно многого времени и привела к недопустимым неточностям полученных научно-практических результатов.

Указанные пробелы выдвинули в качестве актуальной задачи разработку основ построения и исследования пьезоэлектрических преобразователей для электроакустических устройств по упрощенной методике.

Целью работы является разработка и исследование пьезоэлектрических преобразователей для электроакустических устройств, которые обеспечиваются унификацией принципов построения пьезо-

электрических преобразователей рода энергии, инженерный метод расчета чувствительностей, исследованием динамической модели и математического моделирования потерь при электроакустических преобразованиях.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- разработка и исследование дифференциальных пьезоэлектрических преобразователей для механических (акустических) преобразований;

- исследования статических характеристик и разработка упрощенной методики расчета чувствительности пьезоэлектрических преобразователей при активной и комплексной нагрузке для случаев: нагрузка является активным сопротивлением и нагрузка является комплексным сопротивлением;

построение линейной математической модели ПП для электроакустических устройств;

- создание алгоритма расчета переходных процессов и сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований;

- исследование потерь, возникающих в пьезоэлектрических преобразователях при электроакустических преобразованиях.

Методы исследования. Исследования проводились с помощью методов теории упругости, классической теории пьезоэффекта, теории статических электромеханических преобразователей, метода электромеханических аналогий, теории автоматического управления систем с сосредоточенными параметрами, теории погрешностей.

Для проверки основных теоретических результатов проведено экспериментальное исследование пьезоэлектрических преобразователей на специально разработанных лабораторных стендах. Научнааловмзна. Новыми результатами работы являются:

разработка дифференциальных и активных способов преобразования, реализуемых в пьезоэлектрических преобразователях для электроакустических устройств;

- инженерный метод расчета чувствительностей пьезопреобразо-вателей с нагрузкой активного и комплексного характера;

- динамическая модель пьезоэлектрических преобразователей для электроакустических устройств;

- алгоритм расчета переходных процессов пьезопреобразователей при различных внешних воздействиях.

- математическое моделирование потерь в ПП, возникающих при электромеханических преобразованиях.

На защиту выносятся:

1. Дифференциальные пьезоэлектрические преобразователи при активном способе определения параметров электроакустических устройств.

2. Математическое описание статических характеристик пьезоэлектрических преобразователей.

3. Математическая модель пьезоэлектрических преобразователей для электроакустических устройств.

4. Математическое моделирование потерь пьезоэлектрических преобразователей для электроакустических устройств. Практическая ценность .работы. Разработка общих принципов создания новых пьезоэлектрических преобразователей упрощает задачу проектирования, вытекающую из конкретных областей применения таких преобразователей, кроме того, сокращается количество доводочных работ после их реализации.

Разработанные и исследованные пьезоэлектрические преобразователи позволяют значительно расширить применения в средствах автоматического управления и в средствах связи.

Разработанный инженерный расчет статических характеристик пьезоэлектрических преобразователей значительно облегчает юстировки готовых устройств, появляется возможность минимизировать массогабаритные размеры указанных преобразователей.

Созданная динамическая модель пьезоэлектрических преобразователей позволяет с достаточной для практики достоверностью определить быстродействие и эксплуатационные параметры созданных пьезоэлектрических элементов электроакустических устройств. Результаты диссертационной работы были применены в НПО "БЗБК". Кроме того, результаты данной работы используются в учебном процессе в Азербайджанском Техническом Университете (в лекционных курсах, при курсовом и дипломном проектировании) и научно-исследовательских работах, проводимых Университетом. Аппробация работы. Научные и практические результаты работы докладывались на следующих конференциях:

- научно-технической конференции Азербайджанского Технического Университета в 1996г.;

- I международной (III всероссийской) конференции по электро-механотронике (г. Санкт-Петербург, 1997г.);

- на конференции АзТУ. 1996г.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 8 работах.

Структура и объем „работы. Диссертационная работа на 150 страницах состоит из введения, 4-х глав, общих выводов и результатов работы, списка использованной литературы из 81 наименования, 66 рисунков и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой проблемы, сформулированы основные положения, цели исследования, приводится краткое содержание диссертационной работы.

В первой главе определены общие принципы создания пьезоэлектрических преобразователей и возможности их применимости для измерения механических (акустических) величин информационных устройств.

Приводится краткий анализ усилительных устройств для измерения с высокой точностью электрических параметров, возникающих на электродах пьезоэлектрических преобразователей. Здесь анализируются операционные усилители, усилители с полевыми транзисторами, усилители с полевыми МОП-транзисторами, усилители с варак-торными диодами. Определяются их возможность работать при входных токах порядка 1СГ12 -И0~"/4, влияние тока утечки пьезоэлектрических преобразователей на стабильность работы этих усилителей; влияние повышения температуры на линейность характеристик усилителей. Разработана общая базовая схема усилителя для пьезоэлектрических преобразователей с обратной связью и с детектированием модулированного электрического сигнала, которые позволяют повысить стабильность и точность при преобразовании рода энергии.

В этой главе обсуждаются вопросы выбора параметров обратной связи базовых усилительных схем в зависимости от технических требований, предъявляемых к пьезоэлектрическим преобразователям для информационных устройств различного назначения.

При помощи вышеперечисленных усилителей практически невозможно производить измерения статических и квазистатичекисх механических (акустических) параметров, установлено, что это связано с собственными большими сопротивлениями пьезопреобразо-вателя порядка - (10'' -н 10") Ом самого пьезоэлектрического преобразователя.

Указанная проблема была решена созданием измерительной схемы с низким выходным сопротивлением, т.е. так называемым, принципом активных измерений. Приводятся условные схемы активных измерений; примеры конкретных исполнений пьезоэлектрических преобразователей, предназначенных для воспроизведения медленно меняющихся процессов, а также результаты экспериментальных исследований обычных и дифференциальных пьезоэлектрических преобразователей.

Предлагаемые способы измерений в первой главе работы допускают применение малогабаритных и легких пьезопреобразо-вателей, их схемы измерений просты и обеспечивают линейность при эксплуатации.

Поскольку стабильность частоты возбуждения источника питания оказывает значительное влияние на точность измерений, следовательно, указанную частоту необходимо строго стабилизировать.

В классификации пьезоэлектрических преобразователей, включенной в первую главу работы приводится лишь качественное рассмотрение некоторых возможностей для создания электроакустических устройств различного назначения.

Вторая глава посвящена исследованию статических характеристик биморфных пьезоэлектрических преобразователей (БПП).

В существующих работах, методики расчета статики БПП практически неприменимы при конструировании пьезоаппаратуры, т.к. расхождение между экспериментальными данными и теоретическими результатами недопустимо велико, порой доходит до -(60-70)%. Учитывая вышеизложенное обстоятельство, возникла

необходимость восполнить данный пробел в теории БПП при определении их статических характеристик: « = /(/•',/') или /'./•■= /(//./. г).

На основе теории упругости и феноменологической теории пьезоэффекта получены основные уравнения БПП, работающие на изгиб.

■: • '4 12

Д-Д(0)-у

<?Д(0)

(1)

/' А у и

и =-и +--

4 м 2 шн

/

| шу

(2)

где М - момент упругих напряжений, у - ось, совпадающая с осью поляризации БПП, е - диэлектрическая проницаемость БПП, 1,И,Ь -соответственно длина, толщина и ширина БПП , д - величина изгиба (прогиба) БПП при воздействии механического напряжения, П -модуль упругости БПП, q - заряд, возникающий на электродах БПП при изгибе, /„ - константа Мессона.

Когда БПП зажат на одном конце, а на другой конец приложена сила /•' (при граничных условиях Д(0) = 0;[гД(0)]/г; = 0) уравнения (1) и (2) преобразуются как:

и = -£-ч + к1ь (3)

4 еЫ

Р=Куд + ~-А , (4)

здесь 1 - момент инерции БПП, определяется как ¡=ЬИг! 12; К, -коэффициент электромеханической связи ку = ¿У,, i ^ ее; с/„ -пьезомодуль; еи - диэлектрическая проницаемость вакуума, -упругая податливость БПП (= I /1- ). Выражение упругости = ."!/;///' (гибкость (= I / кч) БПП, а выражение 4еы/и = (\

является выражением для определения емкости БПП. С учетом указанных определений основные уравнения БПП

/■■= К!Ч + ~А (5)

II = -£/ + А", Д

с ^ >

На основании выражения (5), (6) и при условиях: и = 2„\\ АГ, =-/а>К были определены формулы для расчета чувствительности БПП для случаев:

1 .БПП работает в области средних частот

=--тМисГ+к.а)' (7)

2. БПП является низкочастотным преобразователем: (1/С2)»(г1ю),;-^»(гУ)

ч1У = :,КХ (8)

где г - скорость колебаний БПП, С - емкость БПП.

Численное значение чувствительности при следующих значениях параметров БПП из материала ЦТС-23.

</„ = 1.5-10"'" Кл/ Н;е = 1100;= Ю"12 = 2,99-10^/0;

- = Ю5Ом;Л\. = 13,2-10",2;Г = 5-10-'1Ф;

ВО '

и/г = 8-10"— или и = 8-10"*1(Д]. М

Когда БПП оперта обеими концами и колеблется под действием давления р, граничные условия имеют вид

г?Д(0)

Д(0) = Д(/) = 0;-— = 0;

О'

-А/(0) = Л/(/> = 0 при этих условиях: М = [05Л(>2 -у1)]1', где Х = Ы -площадь большой грани БПП, среднее смещение БПП:

ш- (9)

' II

Основные уравнения БПП получены в следующем виде

ц = (./„, Iы)^\пы1\цт = ./,„ /ги;./ = ./,„ /-^2; /V = 120А/ //' = пш/;Дср = Д = (1/;«С);

= ЗА', (./„У")

Нд основании полученной системы уравнений (10) была определена чувствительность БПП для двух случаев: а) БПП работает в области средних частот

(и,/ р) = лкг.\(\,(ш)2 (11)

б) БПП является низкочастотным преобразователем

(и/ р) = хк,сия (12)

где (.',, =

ЮЛА

—;г = лС - постоянное времени БПП.

Численное значение чувствительностей для этих случаев с учетом вышеприведенных значений электрофизических параметров БПП.

ВМг

ВМ'

1) ;/ / р = 6,8- Ю"12-; 2) и/ р = 1,35'10

Н Н

Во второй главе разработан метод расчета зависимостей "вы« =/(Д•/•') для случаев:

1. БПП имеет одну степень свободы (закреплена консольно)

/

пк

"вы,

- +

1\ = а

с/1ХИ !, ЪИ2

(13)

2. БПП оперта обеими концами, а на поверхность большой грани приложено распределенное усилие (давление I')

= 'ЛА

71 и

к £ 2 у! ££„.4 у

10

Полученные выражения (13) и (14) позволяют с достаточной степенью точности для практики определить чувствительность БПП, а также пьезоэлементов различной конфигурации, совершающие деформации изгиба.

При определении чувствительностей !/ = /(/•') и /•",/' = /(») деформация Д и градиент напряжения электрического поля Г.г, были

взяты по всему объему преобразователя однородными, т.е. рассматривался пьезоэлектрический преобразователь с.сосредоточенными параметрами.

Для чувствительности пьезоэлектрических преобразователей, выпоненных в виде пластины, при учете характера нагрузки активно-емкостным (преобразователь преодолевает силы трения и силы упругости) получена формула

,< = (К/г„)_-[;, +(1/./«Г„-К2 /г,,)]"'/-'

(15)

ч

где ;„ - сопротивление холостого хода преобразователя; С„ - емкость ПП при отсутствии деформации.

В этой главе рассматриваются также вопросы согласования пьезопреобразователя с нагрузкой. Установлено, что пьезоэлектрические устройства обладают резко выраженной зависимостью собственного электрического сопротивления. При подключении пьезоприемника к электрической нагрузке, отдаваемое им напряжение не получит дополнительных частотных искажений только в том случае, когда эта нагрузка также имеет емкостной характер.

В результате проведенных исследований установлено, что при постоянстве объема пьезоэлектрического преобразователя прямоугольной формы, пакет тонких пластин, вырезанный из того же преобразователя, обладает относительно высокой чувствительностью, чем одна пластина. Это объясняется тем, что общая емкость при их параллельном соединении Г^ = п2('„ растет быстрее, чем падает чувствительность ноь=нпо!п, где п - количество пьезоэлементов в

пакете, ('„ - емкость одной пьезопластины; /:по - чувствительность одной пьезопластины.

Для данного случая чувствительность определяется

К* = К» • о + О"11 • + (<мК,)"2„ + (;)-2]"'2 (16)

Дифференцируя выражение (16) по п, получено условие максимума чувствительности пьезопреобразователя

=((;/(•„)'2[1 + л/1+ 4 (17)

Как следует из полученного выражения (17), число пластин, при котором чувствительность будет максимальна, зависит от частоты.

Если ы = а>„ = сип.ч/, то максимальная чувтствительность будет

определяться

= а'„(с-. /2с„у 2[\ + т]\+(со„снииг2у 1

при С„(о„1{„ » 1

= ((•', 'Со У !;^об,„ах = оде,/с0у2 кю

/

Во второй главе приводятся разработанные функциональные схемы пьезопреобразователя с частотным и аналоговым выходами. Третья глава посвящена разработке и исследованию линейной математической модели пьезоэлектрического преобразователя. Полученная модель преобразователя для акустических устройств, наглядно отражает преобразование электрической энергии в механическую (акустическую) энергию и наоборот. В работе, на основе эквивалентной электрической схемы замещения, построена линейная математическая модель.

Схема замещения пьезоэлектрического преобразователя для электроакустических устройств и соответствующая структурная схема, состоящая из детектирующих элементов представлены на рис. 1 и рис.2 соответственно

- 1л -

Ко

гТ

112 Г :сп

ч

Рнс. 1.

им = к ао + к ~ +

(18)

Л с.

где 7.и = ; " сопротивление нагрузки; //2(/)-2^-1(1)

Рис. 2.

Изменение нагрузки происходит параметрически (изменяются К, и с„).

Передаточные функции структурных элементов получены в виде:

А, у

"о/7 +а2(р)+ь„

- u -

где

и = l-j 'JW,,"-". = 1;,у„у„ + rj'j\,'V„ + 2 = < W., + rj'j\, + w(/'„/'„ +/<„('„('„, + iw'ma =('j\,

_wápwáp) _

i + wt (p)w2(p) + iv2(pw, (я) + щр)^(р) + w, (pw2(pw,(pw4 (p) b,p + h2

+a,p1 +a2(p) + h„

"',(/>) = -:-1улр) =

l-j-,.,p +kj ,„p+ 1 ( up

Соответствующие передаточные функции по механическим функциям имеют вид:

(я) = ~ = -л ^ W» = = шг (р)> 1-лр) а к(р)

win{p) = -wy(p)-f(p) = spaam(p) р

Полученные передаточные функции позволяют исследовать различные динамические характеристики пьезоэлектрических преобразователей различного назначения. В частности, с использованием преобразования Лапласа были получены уравнения переходных процессов при воздействиях на пьезоэлектрический преобразователь: по закону единичной функции, гармонической функции и при импульсном воздействии.

Уравнения переходных процессов выходных параметров (для указанных случаев) получены в виде: I случай.

i=i

i \

.=! 1=1

'„ О = ь,,!■■„, + 2Ас"" COSÍ/?/ + q.})

где а - действительная часть, р - мнимая часть корней характерического уравнения <;„л' + + =0, А - амплитуда

колебания сигнала, ф - сдвиг фаз тока нагрузки

ау ,=1 л, (.>а„Л, + + а2)

о,

I) (/) = +2АV" соь(/» + )

где а'=а/а. Символами обозначены

уравнения в случае наличия трех вещественных корней, а

одной вещественной и двух комплексных

корней характеристического уравнения системы /•КО = —г-^+ТА(Ьхл. +h,)l■:„lл;Чy,

а,!),

со$ф + <р.)

где а. = а-а

Ааг % А,!),

л-Л (,) = М- + + соз(/» + р..)

Л«, /,/),

II случай.

i.O) =----г^Ф-гт-гг sinfft»,/ - 0) +

[(о, -и,(о;)- +a>;(a2alla>;) ]

+ £______

п (zi; + «г )(-"4,<i, + 2a,л, + a2)

'a- (')=>* (') + 2 Д e— cosC/tr + r,) где I), - амплитудное значение тока нагрузки.

":(')* =--2>2 AV-~а„со]) +

(а,-а,м,) +a)l(a2-ailcoiy

+ h2(ay -а,(о;)]2 +[/),w,(i7, -a,(o2)-b2(ot(a2 -a,,«,2)]2}'2 *

(V, +

^(Л,2 +<у,2)(ЗаД2 +2i),l, + a2)

при i = 1

"2(')* =«,(/)» +27JJc?-"' ios([}t + y)

i

где Ц. = Д Iл.

/•;(/) = ^«j (/)*;/•; о = /•;(/)+2/v-««(/»+г2)

где />.. = /Ш2.

•**(') = V„(i)IA-,xK(i) = x,(/) + 2/V~e cos(^ + y,)

III случай.

= J1]-/:'„, ПК'-')

/^i >«i О = [ / V 'А,,/:"™'''+ 2< ',('""' COS(ßl + fi, )] ■ 1[/] -

- {п;'ьи1-:,„а'1"-п +2(\с-""" cos[ß{i - у) + п,]} -1[/ - /]

0,Г<0 0,/</

1 ' Ч./>0 II./> /

МО = [—+¿я;'(V, fb2)0/V-'] • i[/] -_[ bhf. + ¿ л;'пг (л, л, +ь2 > ]•![/- /■]

с) = + + 21 \е- cos(ß + q2)]• 1[/]-

а, л, и,

JV-, + л, )/:",„ „л,,,-/, . ,г /,

I "" " " 1 г-,". с "Г_1 2t

Л,/),

cos(/f(/ - У) + Q2)] ■![/ - У ]

=»2Д'К/-И')'

**(/) = /'„(/)/ .4; .г,.(/) =.rk(/)+[2f>-"' coso» +ÍÍ,)]- ![/]-- 2('sf ' cos(ß{I - '/■) + «,)• l[i - '/ ]

Во всех вышеприведенных случаях, уравнения переходных процессов доведены до численного решения по разработанному алгоритму.

В этой главе были систематизированы результаты численных решений уравнения переходных процессов и экспериментальных данных. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований подтверждали достоверность разработанной динамической модели пьезоэлектрического преобразователя для электроакустических устройств.

Четвертая глава диссертации посвящена математическому моделированию потерь. Было установлено, что часть возникающей

энергии выделяется в пьезоэлектрических преобразователях в виде потерь. Величина этой потери определяется сопротивлением трения (механическим сопротивлением) /•„„ = / 0и , где О,,

механическая добротность колебательной системы. Проведенные исследования показали, что для обеспечения широкой, равномерной частотной характеристики излучения или приема звукового сигнала, позволяющего воспроизводить без искажений электрических сигнал или наоборот электрический сигнал в акустическую, добротность колебательной системы должна быть невелика -у,, <10. Пьезоэлектрические преобразователи удовлетворяют требованию неискаженной передачи сигнала и обратимы, подчиняются принципу взаимности. Энергетическая блок-схема пьезоэлектрического преобразователя для электроакустических устройств представлена на рис. 3

рис.;;

здесь 1 - электрическая, 2 - механическая сторона, а 3 - звуковое поле с давлением р и скоростью колебания г. В пьезоэлектрических

преобразователях преобразование рода энергии в основном характеризуется величиной эффективного коэффициента связи

где п - коэффициент электромеханической системы « = (/•'/;/),,„, НЭ1, -механическое сопротивление преобразователя, Сжв - эквивалентная емкость преобразователя нм = р / гп1.\[ н(' / л/').

КПД пьезоэлектрического преобразователя в режиме излучателя существенно зависит от активного компонента сопротивления нагрузки л„, от величины гт и нзи. В соответствии со схемой

преобразования, представленной на рис. 3, величина КПД определяется:

ч = ("г Чмг„) / («2 Н„ +ги+\ гя )(/-„ + л г,)

л - площадь излучения, га - акустическое сопротивление, \-гл = гмл.

Получено выражение для определения модуля механического сопротивления

Л/,,-./« /./У]"'2

где /0 - резонансная, а / - текущее значение частоты механического колебания пьезопреобразователя.

Проведенные исследования показывают, что в процессе работы на пьезоэлектрическе преобразователи воздействуют различные дестабилизирующие факторы. В данной главе рассматриваются в основном погрешности самого акустического преобразователя и погрешности пьезоэлектрического преобразователя в целом.

Установлено, что в нормальных эксплуатационных условиях общая погрешность пьезопластинки составляет 1-^1,5%. Используя

пьезопреобразования в вибрационном режиме, суммарную погрешность можно довести до 0,5%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработанный дифференциальный и активный способы обеспечивают линейность преобразования с пьезоэлектрическими преобразователями.

Поскольку стабильность частоты напряжения возбуждающего пьезоэлемента, оказывает значительное влияние на точность преобразование, частоту возбуждения ПП при активном преобразовании следует стабилизировать.

2. Экспериментально установлено, что чувствительность у дифференциальных ПП для электроакустических устройств в 1,5-^2 раза больше, чем у альтернативных преобразователей.

3. На основе проведенных исследований получены точные выражения для определения статических характеристик ПП в случаях, когда БП имеет одну степень свободы и оперта обеими концами и на их поверхность с широкой гранью приложены распределенные силы.

4. Получены выражения для согласования ПП с электрической частью акустических устройств, при которых обеспечивается максимальная чувствительность.

5. Предложена структурная схема ПП для электроакустических устройств с сосредоточенными параметрами.

В предложенной модели ПП получены уравнения для исследования динамических процессов при воздействии на ПП с различными внешними возмущениями.

6. Установленно, что КПД ПП для электроакустических устройств в колебательном режиме работы, в основном зависит от механического и электрическою сопротивления нагрузки, а также от сопротивления согласования преобразователя с источником электрической энергии.

Установлено, что суммарная погрешность ПП в колебательном режиме работы для электроакустических устройств незначительна и составляет ~(1н-1,5)%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Т.Б.Гурбанов, А.Г.Мамедов. "Вопросы применения пьезоэлектрических элементов для воспроизведения звуковых сигналов". Известия АН Азербайджанской Республики, Сер. информатика и проблемы управления, №5, 1995.

2. Т.Б.Гурбанов, А.Г.Мамедов. "Составление динамической модели пьезоэлектрических преобразователей". Известия АН Азербайджанской Республики, Сер. информатика и проблемы управления, №5,

1995.

3. А.Г.Мамедов. "Математическая модель потери в пьезоэлектрических преобразователях для электроакустических устройств". Известия АН Азербайджанской Республики, Сер. информатика и проблемы управления, №6, 1996.

4. А.Г.Мамедов, М.Г.Гасанов "Математическая модель пьезоэлектрического дефлектора светового луча". АзНИИНТИ, Информационный листок , №7, 1996.

5. В.С.Вишневский, М.Г.Гасанов, А.Г.Мамедов. "Эквивалентная схема пьезоэлектрических преобразователей, применяемых в коммутирующих устройствах оптических каналов". АзНИИНТИ, Информационный листок, №11, 1996.

6. А.Г.Мамедов. Анализ пьезоэлектрических преобразователей для оптоэлектронной связи. АзНИИНТИ, Информационный листок, №13,

1996.

7. Т.Б.Гурбанов, А.Г.Мамедов. "Общие принципы проектирования пьезоэлектрических преобразователей для измерения механических (акустических) параметров". Тозисы докладов, АзТУ, 1996.

8. Т.Б.Гурбанов, А.Г.Мамедов, А.Эйвазов. "Обеспечение эффективности работы пьезоэлектрических концентраторов". Сбор. науч. трудов АзТУ, 1996.

Личный вклад сосискателя в работы, выполненные в соавторстве:

- в (1), (2) и (4) предложены основные принципы построения динамической модели пьезоэлектрического преобразователя для электроакустических устройств и основы анализа основных динамических параметров этих преобразователей.

- в (8) создана математическая модель потери в пьезоэлектрических преобразователях для электроакустических устройств, предложены пути повышения эффективности и точности работы указанных преобразователей.

- в (5) и (7) предложены принципы реализации, разработаны структуры построения, определены основные соотношения, разработаныметодики определения статических и динамических чувствительностей при различных характерах нагрузки.

Создание и внедрение пьезоэлектрических преобразователей для электроакустических устройств было технически подготовлено А.Г.Мамедовым.

Моммодои Элихан Ье]дар оглу Електроакустик гургуларын гуезоелектрик чевричилэри

Хуласэ

Диссертаа^а п]е юелектрик чевричиларинин ла]иЬэлондирилмэеи принсиплэрп, кучлошшричи гургуларын спесифик хусуащэтлэри во онларын база схемларинин сечилмэси, тезлик характеристикаларынын гурулмасы. оке алагаларин операси]он кучлэндиричилэрдэ тэтбиг олунмасы, чыхыш слектрик ]уклэринин аналитик Ьесабланмасы, п]езоелементлэрин сас далгаларынын ]аратдыгы тэз]игин олчулмэсина тотбмги, дифереисиал гуезоелектрик чевричилэрин тезлик характеристикалары, гуезоелектрик чевричилэрин електроакустик гургуларынын тэснифаты вэ онларын ]ыгчам характериза олунмасы мэсэлэларинэ Ьоср олунмушдур. Диссертаси]анын биринчи Ьиссэси п]езоеффектин татбигинэ Ьэср олунмушдур. Енержи чеврилмэлари просеснндэ хэттнли]и тэ'мин ет.чэ. актив вэ пассив елчмэ усуллары муэцэнлэшдирилмишдир. Г^еюслектрик биморф елементлэринин деформасщасындан асылы олараг ]аранан електрик кэркинлщиннн пумэтинин Ьесабланмасы во бу кэркшшцин пуматиндэн асылы олан деформиен]анын пфйпшии Ьесабланмасы методлары ишлэнмишдир. ГЦезочевричилэрин мухтэлиф характерли jyклэpдэн асылы Ьэссаслыг хусуси^'этлэри, онун чохалдылмасы ]оллары кестэрилмишдир. Чеврилмэ просесинда информаауанын пфютинин максимум олмасыны та'мин етмок усулу назари олараг Ьэлл едилмишдир. ГЦезоелектрик чевричилэрин динамик модели гурулмуш вэ мухталиф характерик тосирлондирнчи сигналларын ]аратдыгы кечид просеслэринин тэнликлари алынмыш вэ онларын Ьалли баша чатдырылмышдыр. Нэзэри вэ тэчруби тэдгигатларын нотичэлари муга]исэ едилэркэн, бела н этично калинмишдир ки, гурулмуш р|уази моделло физики модел арасыида аз фэрг вардыр. ДаЬа сонра електроакустик чеврилмэлор ¡амапы ]аранан иткилар муэ^онлошди-рилмиш вэ фаралы иш омсалы учум аналнтик ифздэ тапылмышдыр. ГЦезоелектрик чевричилэрин стабил иш режиминэ тэ'сир едэн амиллэр арашдырылмыш, онлары сэчи^элэндирмэк учун ри]ази ифадэлар муо^анлэшдирилмиш во бу амилларин ка.ми^этча Ьесабланмасы ]оллары ии то'енр.торнпин азал.чылмасы у|ун ншеицэлар муо^онлашдирилмишдир.

Mamedov Alilian I laydar oglu Electroacoustics structure pezoelectrical revolves

Summary

Designerer principles thesis pezoelectrical revolves, specific basis powerful structure, selection base schemes, this schemes characterization structure speed characteristics

Create operation power inversely treatment, exist electrical gravity analytic calculation, creation pezoelements sound waves regulate pressure, speed structure differential pezoelectrical revolves, working pezoelectrical revolves electroacoustics structure executed.

In the first pail thesis have creature pezoeffects and investigate transformation principles. Define principles process energetic transformation it's active and passive measuring.

Decision electrical measuring energy in depend from deformation pezoelectrical bimorf elements and decision methods calculation, deformation from energy.

Definition sensibility in depend from different pezoelectrical energy, definite ways it's high. In during transfórmate processes information arrive at most value decided. Dynamics model pezoelectrical revolves settle and different influence character signals formation passages process and it's solving finish. Comparision totals theoretic and practics experiments in such removal structure between matematical and physical models different was few. '

Then it during electroacoustics revolves formation work. Decision influence on the regime stable works pezoelectrical reform it's quantity development for definite mathematical decision and quantity ways calculation this parameters.

Заказ 22. Тираж 100. Участок подготовки информационных материалов Института Кибернетики АН Азербайджана. Баку, ул. Ф.Агаева, 9.