主/偏场耦合作用下的压电结构有限元分析

摘要

晶体谐振器作为频率发生和控制的振荡器关键部件，被广泛用于计时、传感、通信和控制领域。当偏场出现时，晶体谐振器会产生频率漂移，使谐振器的精确度受到影响。本文采用叠加于有限偏场之上的小增量场理论和摄动方法，对谐振器频率稳定性问题开展了广泛深入的研究，取得了一系列创新性成果，具体体现在：
　　 1、通过在晶体板谐振器上附加压电补偿层，压电层相当于一个致动器，在出现加速度偏场时，在压电致动器上施加适当大小的电场，可以抵消偏场作用所引起的频率漂移，从而减少了谐振器的加速度敏感性。
　　 2、数值计算了Y-CUT 石英板在受到时间相关的轴向位移偏场下的厚度剪切振动问题，比较了三种近似解算法的精度，得到了上下极板间动态电容随时间变化的新特性。
　　 3、基于叠加于有限偏场之上的小增量场理论，建立了关于在偏场作用下、以厚度剪切模式高频振动的双层压电板压力传感器的有限元模型，提出了偏场有限元方法。着重考虑非线性系数对结构频率漂移的影响。
　　 4、应用偏场有限元方法计算大加速度偏场下，体波频率漂移问题，提出解决方案，并得出主动控制曲线。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 加速度偏场下表面波频率漂移及其最小化分析

3 Y-CUT 石英厚度剪切谐振器的振动敏感性

4 偏场作用下压电板厚度剪切模态的频率漂移有限元分析

5 大偏场下压电器件频率漂移有限元分析

6 结论与展望

致谢

参考文献

附录