Un método para determinar los coeficientes no lineales de segundo orden en cerámicas piezoeléctricas

• Autores: J. E. García, R. Pérez
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 38, Nº. 5, 1999, págs. 514-517
• Idioma: español
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    El uso de materiales piezocerámicos está limitado por su comportamiento no lineal. Sus medidas son complicadas debido a que su comportamiento depende de los términos de segundo y tercer orden. La generación de segundo armónico es un buen método para aislar los términos de segundo orden de los de tercer orden. Se propone un método que permite discriminar los coeficientes no lineales de segundo orden. Se modela un transductor de Langevin, trabajando alrededor de la frecuencia de resonancia, en el cual se han colocado cuatro anillos cerámicos con polarización alternada, tomando la forma de un transformador o bipuerto eléctrico. El sistema está definido por dos parámetros: la impedancia eléctrica conectada al segundo puerto y la frecuencia de excitación. Para cada experiencia la corriente debe ser medida, en módulo y fase, a frecuencias ν y 2ν . Teniendo en cuenta que en el circuito equivalente de este sistema las no linealidades aparecen como cuatro fuentes diferentes de tensión, y que para cada experiencia sólo dos cantidades pueden ser medidas a frecuencia 2ν , es necesario realizar un mínimo de dos experiencias suficientemente distintas para determinar los cuatro coeficientes

  • English

    The use of piezoelectric materials is limited by their nonlinear behavior. Their measurement is rather cumbersome due to that their behavior depends on both second and third order terms. Second order terms can be isolated by the measurement of second harmonic generation. A method for discriminate the different nonlinear second order coefficients is proposed. A Langevin transducer, which has four alternating poled rings in order to behave as an electrical biport, is modeled. The system is defined by two parameters: the electrical load connected to the second port and the excitation frequency. For each experience the modulus and the phase of the current must be measured in both ports at the frequency ν and 2ν . The system must be fully characterized as a linear electrical biport at both frequencies. Taking into account that in the equivalent circuit the nonlinearity appears as four voltage generators, and that only two variables can be measured at frequency 2ν for each experience, at least two experiences, different enough, must be done to determine all four coefficients.