Browsing by Author "Karlash, V. L."

Now showing 1 - 3 of 3

Modeling and experimental verification of the thin multi-electrode piezoceramic bars’ forced vibrations
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2016) Bezverkhy, O. I.; Zinchuk, L.P.; Karlash, V. L.
This paper is devoted to analysis of the multi-electrode piezoceramic bars’ forced vibrations. Analytical model is built for a thin and narrow piezoelectric ceramic bar with three pairs of divided electrodes on the upper and lower main surfaces. The formulae for input admittance, characteristic (resonant and anti-resonant) frequencies as well as for transform ratio are obtained. The fundamental modes of vibrations of thin piezoelectric bar and their odd and even overtones are studied. A new experimental simple technique with additional commutation permits to study many resonators’ parameters: admittance, impedance, phase angles, power components etc. Experiments have been carried out with TsTBS-3 bar-prism70.3×8.1×6.8/7.1 mm size. It is established that a high electromechanical coupling may be obtained for bar’s longitudinal overtones by means of the electrode coating dividing and anti-phase electrical loading. In partly shorted electrodes case, not only odd but even longitudinal modes can be induced, which are absent for full electrodes case. Стаття присвячена аналiзу вимушених коливань багатоелектродних п’єзокерамiчних стрижнiв. Аналiтична модель побудована для тонкого й вузького п’єзокерамiчного стрижня з трьома парами роздiлених електродiв на горiшнiй i нижнiй основних по- верхнях. Отриманi формули вхiдного адмiтансу, характеристичних (резонансних i антирезонансних) частот, а також коефiцiєнтiв трансформацiї. Дослiджувались основнi моди коливань i їхнi парнi та непарнi обертони. Нова проста експериментальна методика з додатковою комутацiєю дає змогу вивчати багато параметрiв резонатора: адмiтанс, iмпеданс, фазовi кути, компоненти потужностi тощо. Експерименти велися iз стрижнями-призмами розмiром 70.3 × 8.1 × 6.8/7.1 мм iз керамiки ЦТБС–3. Встановлено, що високий електромеханiчний зв’язок на обертонах поздовжнiх коливань стрижня можна отримати шляхом роздiлення електродного покриття i протифазного електричного навантаження. У випадку коротко замкнутих окремих електродiв можуть збуджуватися не тiльки непарнi, а й парнi поздовжнi моди, яких при суцiльних електродах немає.
Modeling of the energy-loss piezoceramic resonators by electric equivalent networks with passive elements
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2014) Karlash, V. L.
This paper is devoted to analysis of the modern achievements in energy loss problem for piezoceramic resonators. New experimental technique together with computing permits us to plot many resonators’ parameters: admittance, impedance, phase angles, and power components etc. The author’s opinion why mechanical quality under resonance is different from that under anti-resonance is given. The reason lies in clamped capacity and electromechanical coupling factor’s value. The better electromechanical coupling, the stronger capacity clamping, and the higher its influence on anti-resonant frequency and quality. It is also established that considerable nonlinearity of admittance in constant voltage regime is caused by instantaneous power level. Стаття присвячена аналiзу сучасних досягнень в проблемi втрат енергiї в п’єзокерамiчних резонаторах. Нова експериментальна технiка разом з комп’ютером дозволяє наносити багато параметрiв резонатора: адмiтанс, iмпеданс, фазовi кути, компоненти потужностi тощо. Подана думка автора, чому добротностi на резонансi та антирезонансi рiзнi. Причина полягає у величинах затиснутої ємностi та коефiцiєнту зв’язку. Чим кращий електромеханiчний зв’язок, тим сильнiше затиснута ємнiсть i тим бiльший ї ї вплив на анти-резонансну частоту й добротнiсть. Встановлено також, що значна нелiнiйнiсть адмiтансу в режимi сталої напруги спричинена рiвнем миттєвої потужностi.
Modeling of the piezoceramic resonator electric loading conditions based on experimental data
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Bezverkhyi, O. I.; Zinchuk, L. P.; Karlash, V. L.
This paper is devoted to analysis of the electric loading conditions problem for piezoceramic resonators’ forced vibrations. New simple experimental technique together with computing permits us to study many resonators’ parameters: admittance, impedance, phase angles, power components, etc. for constant input voltage, constant sample voltage and constant sample current electric conditions based on experimental data for “as it is” regime. Such computer modeling makes it possible to decrease the experimental difficulties and to study in linear approximations the dependence of resonators’ parameters on loading conditions. The fundamental modes of vibrations of a thin piezoelectric bar and high cylindrical shell are given as example. It is established that considerable admittance nonlinearity in constant voltage regime and its absence for constant current case are caused by different behavior of instantaneous power level. Проаналiзовано проблему моделювання умов електричного навантаження за вимушених коливань п’єзокерамiчних резонаторiв. Основана на експериментальних даних для режиму “як є” нова проста експериментальна технiка разом з обчисленнями дала змогу вивчати багато параметрiв резонатора: адмiтанс, iмпеданс, фазовi кути, компоненти потужностi тощо для електричних умов сталої вхiдної напруги, сталої напруги на зразку, сталого струму в зразку. Таке комп’ютерне моделювання робить можливим зменшувати експериментальнi труднощi й вивчати в лiнiйному наближеннi залежнiсть параметрiв резонатора вiд умов навантаження. Основнi моди коливань тонкого п’єзоелектричного стержня i високої цилiндричної оболонки поданi як приклад. Встановлено, що значна нелiнiйнiсть адмiтансу в режимi сталої напруги та ї ї вiдсутнiсть для випадку сталого струму спричиненi рiзною поведiнкою рiвня миттєвої потужностi.