Романенко Д. Є. Вдосконалення технічних характеристик циліндричних п'єзокерамічних перетворювачів

Об'єктом дослідження є процеси перетворення електричних величин у механічні й механічних величин в електричні в циліндричних п'єзокерамічних трансформаторах.Мета роботи полягає у вдосконаленні циліндричних п'єзокерамічних перетворювачів. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі: провести аналіз стану сучасних електроакустичних перетворювачів і п'єзокерамічних трансформаторів для них, а також методів вдосконалення їх технічних характеристик; побудувати та дослідити математичні й комп'ютерні моделі багатоелектродних циліндричних п'єзотрансформаторів; побудовати та дослідити схеми підключення циліндричних п'єзокерамічних трансформаторів; розробити та дослідити способи поліпшення динамічних характеристик, коефіцієнта передачі й робочого діапазону частот циліндричних п'єзокерамічних трансформаторів. Практичне значення одержаних результатів полягає в такому: розширена науково-технічна база проектування циліндричних п'єзоелектричних перетворювачів, що дає можливість проектувати перетворювачі з поліпшеними характеристиками; побудовані математичні моделі дозволяють більш точно оцінювати й прогнозувати динамічні характеристики циліндричних п'єзоелектричних перетворювачів; розроблені схеми підключення циліндричних п'єзоелектричних перетворювачів дали змогу значно (втричі й більше) розширити робочий діапазон частот, а також на порядок підвищити чутливість; отримані результати мають більш широке значення й можуть бути використані не тільки для циліндричних п'єзокерамічних перетворювачів, але й для інших приладів, розроблених на їхній основі; результати досліджень використовуються в промисловості, зокрема, в НВК "Фотоприлад" (Черкаси) і ВАТ "Укрп'єзо", а також у навчальному процесі з дисципліни "Перетворювачі приладів" у Черкаському державному технологічному університеті. Наукова новизна одержаних результатів: вперше розроблено математичну модель чотириелектродного циліндричного перетворювача, що дає можливість розраховувати амплітуди напруг на генераторних електродах, урахування яких дозволить проектувати циліндричні п'єзотрансформатори з необхідними технічними характеристиками; вперше побудовано й досліджено математичні моделі п'єзокерамічних суматорів на основі циліндричних п'єзокерамічних трансформаторів, що дозволяє підсумовувати електричні й механічні впливи, збільшувати рівень вихідної напруги; отримала подальший розвиток теорія перетворення фізичних величин, зокрема звукового тиску в електричний сигнал в циліндричних п'єзотрансформаторах, що дає змогу якомога точніше описувати процеси перетворення в п'єзотрансформаторах; отримала подальший розвиток теорія перетворення напруги циліндричних перетворювачів, за рахунок варіювання форми й просторового розташування електродів, що дає змогу збільшити рівень коефіцієнта трансформації циліндричного перетворювача; отримала подальший розвиток теорія побудови широкосмугових циліндричних перетворювачів за рахунок додавання п'єзотрансформатора в схеми електричних фільтрів нижніх частот, що дає змогу розширити робочий діапазон частот перетворення. Результати досліджень використовуються в промисловості, зокрема, в НВК "Фотоприлад" (Черкаси) і ВАТ "Укрп'єзо", а також у навчальному процесі з дисципліни "Перетворювачі приладів" у Черкаському державному технологічному університеті.