Mathematical Modelling of Disk Piezoelectric Transducers for Acoustoelectronic Devices

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorBazilo, C. V.
dc.contributor.authorBondarenko, M. O.
dc.contributor.authorUsyk, L. M.
dc.contributor.authorFaure, E. V.
dc.contributor.authorKovalenko, Yu. I.
dc.date.accessioned2023-05-31T05:36:45Z
dc.date.available2023-05-31T05:36:45Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractThis study has presented an algorithm for assembling, solving, and analyzing the results obtained by mathematical modeling of the disc piezoelectric transducers, which are widely used in hydroacoustics, microelectronics, microcircuit engineering (for example, as components of receiving antennas of hydroacoustic communication devices). The models developed in this study enable us to establish dependencies, which represent a mathematical description of the electroacoustic connection between the wave fields in different sections of the disc piezoelectric transducers. Analytical dependences obtained by mathematical modelling make it possible to establish the electrical impedance and quality factor together with the amplitude values of the electric charge and current on the electroded surfaces of the piezoelectric disk, subject to the inverse piezoelectric effect conditions. A complete calculation of the problem of harmonic radial oscillations of disc piezoelectric transducers allowed the authors to significantly expand the list of physical and mechanical parameters of the piezoelectric material, which had been previously determined experimentally. The research has revealed the dependence of the change in electrical impedance on the values of the electromechanical coupling coefficient, the wave number of elastic oscillations, and the Voigt indices. The study has also determined a high agreement between the electric impedance modules of discs made of lead zirconate titanate PZT piezoelectric ceramics with and without the piezoelectric effect (the difference between the impedance values in these cases did not exceed 18%).uk
dc.description.abstractotherВ матерiалах статтi представлено алгоритм побудови та дослiдження математичних моделей дискових п’єзоелектричних перетворювачiв, що знаходять широке застосування в гiдроакустицi, мiкроелектронiцi, мiкросхемотехнiцi (наприклад, як компоненти приймальних антен приладiв гiдроакустичного зв’язку). Переваги розроблених в статтi моделей полягають у можливостi встановлення за їх допомогою залежностей, якi є математичним описом електроакустичного зв’язку мiж хвильовими полями на рiзних дiлянках п’єзоелектричного перетворювача дискової форми. Отриманi шляхом математичного моделювання аналiтичнi залежностi дозволяють розрахувати значення електричного iмпедансу та добротностi разом з амплiтудними значеннями електричного заряду та струму на електродованих поверхнях п’єзоелектричного диску за умов зворотного п’єзоелектричного ефекту. Проведений повний розрахунок задачi щодо гармонiйних радiальних коливань дискових п’єзоелектричних перетворювачiв дозволив суттєво розширити перелiк фiзико-механiчних параметрiв п’єзоматерiалу, якi ранiше визначалися експериментально. Показана залежнiсть змiни електричного iмпедансу вiд значень коефiцiєнту електромеханiчного зв’язку, хвильового числа пружних коливань та iндексiв Фойгта. Також встановлена висока збiжнiсть мiж модулями електричного iмпедансу дискiв з п’єзоелектричної керамiки сорту ЦТС (цирконат-титанат свинцю), як з урахуванням, так i без урахування п’єзоелектричного ефекту (розбiжнiсть мiж значеннями iмпедансу в цих випадках не перевищувала 18%).uk
dc.format.pagerangePp. 37-45uk
dc.identifier.citationMathematical Modelling of Disk Piezoelectric Transducers for Acoustoelectronic Devices / Bazilo C. V., Bondarenko M. O., Usyk L. M., Faure E. V., Kovalenko Yu. I. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 91. – С. 37-45. – Бібліогр.: 22 назви.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2023.91.37-45
dc.identifier.orcid0000-0002-1571-401Xuk
dc.identifier.orcid0000-0002-5927-0326uk
dc.identifier.orcid0000-0002-3306-2641uk
dc.identifier.orcid0000-0002-2046-481Xuk
dc.identifier.orcid0000-0002-7670-0375uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/56366
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 91uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectpiezoelectric transduceruk
dc.subjectacoustoelectronicsuk
dc.subjectmathematical modeuk
dc.subjectimpedanceuk
dc.subjectdisk elementuk
dc.subjectп’єзоелектричний перетворювачuk
dc.subjectакустоелектронiкаuk
dc.subjectматематична модельuk
dc.subjectiмпедансuk
dc.subjectдисковий елементuk
dc.subject.udc534.232.082.73uk
dc.titleMathematical Modelling of Disk Piezoelectric Transducers for Acoustoelectronic Devicesuk
dc.title.alternativeМатематичне моделювання дискових п’єзоелектричних перетворювачiв для акустоелектронних пристроївuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
1889-5561-1-10-20230331.pdf
Розмір:
563.97 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 91