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会飞的泡123

铜虫 (小有名气)

[求助] 压电材料品质因数的计算 已有2人参与

微膜传感器的膜片中有一层压电材料PZT,现在我的理论计算中要把它的能量损耗考虑进行,计算其品质因数。
查了一些文献,我总结了一下,关于压电材料品质因数的计算现在大概是这3种方法,(我看的可能不全,如果有其它的麻烦指导一下,谢谢)
压电材料品质因数的计算

但是我发现每一种方法都需要或多或少的材料参数,而现在的大部分文献都是先做试验确定材料参数,然后在此基础上计算压电材料的品质因数。
而我的工作主要是理论方便的,不涉及试验内容,我的研究领域也不是压电材料,只是现在正好遇到了这一方面的内容,自己研究了一周觉得懂的还是不多,老板也不是这个领域的,指导的不多,让我再多看下文献确定品质因数Qm的计算方法,我怕自己现在已经跑偏了。。。

所以有懂这方面的同学,指导一下,我这种情况是要利用别人已有实验测量的材料参数来根据公式计算Qm?
还是有其它的方法?

如果是要利用上面三个公式,那么哪个公式更适合我的理论计算?
谢谢了。
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d-touch

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
请给出压电片的振动模式的振动频率。一般来说,公式1是很常用的,也很方便。
2楼2015-07-21 11:48:24
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会飞的泡123

铜虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by d-touch at 2015-07-21 11:48:24
请给出压电片的振动模式的振动频率。一般来说,公式1是很常用的,也很方便。

但是我的谐振频率是理论计算得出的,反谐振频率我看大都是实验得出啊。。。
3楼2015-07-21 15:06:55
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会飞的泡123

铜虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by d-touch at 2015-07-21 11:48:24
请给出压电片的振动模式的振动频率。一般来说,公式1是很常用的,也很方便。

而且我总感觉压电材料的能量损耗应该有一项是要跟压电膜的结构有关吧,比如压电膜的厚度啊,半径啊什么的,但是这个介电损耗看公式好像只与材料参数和频率有关啊?
4楼2015-07-21 15:11:11
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d-touch

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
会飞的泡123: 金币+5, ★★★很有帮助 2015-07-22 10:51:03
压电材料的能量损耗包括机械损耗和电学损耗两个部分。机械部分由Qm或者tanδm表征,电学部分一般由tanδe表征。
Qm的公式1是由压电振子的等效电路推导而来,具有一般性。你既然可以计算出振子的振动频率,那不就可以计算?但是注意,模拟值和实际值会产生很大的差异,中间参数是需要自行调整的。
祝顺利
5楼2015-07-21 16:52:24
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ivansdk

木虫 (正式写手)

优秀版主

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
PZT有很多种,每一种的性能都不一样。你用的是哪种的参数,对应可以找到相应的Q值,都有人测过的。
莫问前程
6楼2015-07-22 10:16:21
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会飞的泡123

铜虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by d-touch at 2015-07-21 16:52:24
压电材料的能量损耗包括机械损耗和电学损耗两个部分。机械部分由Qm或者tanδm表征,电学部分一般由tanδe表征。
Qm的公式1是由压电振子的等效电路推导而来,具有一般性。你既然可以计算出振子的振动频率,那不就可 ...

太谢谢你了,还有一点不明白,就是按照你说的,上面这些公式其实都是在计算机械部分,那么由于畴壁运动造成的介电损耗应该就是电学部分了,这部分我想考虑进来的话,是不是另有计算方法。

然后我感觉压电材料的能量损耗是要与它的尺寸相关吧,为什么机械损耗的公式里面看不到尺寸的相关项?
7楼2015-07-22 10:48:25
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会飞的泡123

铜虫 (小有名气)

引用回帖:
6楼: Originally posted by ivansdk at 2015-07-22 10:16:21
PZT有很多种,每一种的性能都不一样。你用的是哪种的参数,对应可以找到相应的Q值,都有人测过的。

但是版主。。。这些参数都是材料参数啊。。。我觉得能量损耗应该与结构尺寸相关吧,上面这几个公式都看不出尺寸相关项,所以我觉得应该是我考虑的方向不大对?还是另有计算方法?
8楼2015-07-22 10:50:30
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d-touch

木虫 (著名写手)

引用回帖:
7楼: Originally posted by 会飞的泡123 at 2015-07-22 10:48:25
太谢谢你了,还有一点不明白,就是按照你说的,上面这些公式其实都是在计算机械部分,那么由于畴壁运动造成的介电损耗应该就是电学部分了,这部分我想考虑进来的话,是不是另有计算方法。

然后我感觉压电材料的 ...

介电损耗这一块我不太懂,但是其是和陶瓷本身性质和频率变化的。而Qm值和陶瓷本身、振动模态和振动频率都有关系,因此最好能拿个一样的陶瓷来实测一下,然后作为经验值带入模拟比较好。
9楼2015-07-22 15:34:28
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fenghuiyong

金虫 (初入文坛)

第一种方法的公式是怎么得出来的?我有很多不明白的地方,能不能给一下推到。还有它的品质质因数是不是只有机械振动的品质因数而没有电振动品质因数。希望能给出具体解释,很急,我现在就在做相关实验。非常谢谢
10楼2015-12-25 20:18:32
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