초음파진동자 특성에 미치는 파라메터 요소 - 공진 임피던스

공진 임피던스(Zr[Ω])

초음파 진동자는 같은 진동자에서 직렬공진과 병렬공진 두 가지의 공진모드를 가지고 있다. 초음파 진동자의 가장 중요한 기계적 출력 전력과 진폭제어에서 진동자가 직렬공진에서 동작 할 때는 동작전류를 제어해야 하며, 병렬공진에서는 동작전압에 정비례 한다.

같은 진동자에서 직렬 또는 병렬공진에 동일한 출력전력인 경우, 직렬공진 fs(= fr)에서 작동하는 진동자는 고 출력의 힘(또는 높은 압력)과 상대적으로 낮은 속도로 동작하며, 병렬공진 fa(= fp)에서는 높은 속도와 상대적으로 낮은 출력의 힘으로 동작한다. 진동자의 직렬공진 주파수 영역은 전류공진(전류 ↔ 힘)으로 임피던스가 작은 값을 가지며, 병렬공진 주파수 영역은 전압공진(전압 ↔ 속도)으로 임피던스가 큰 값을 가진다. 즉, 진동자는 전류공진에서 큰 힘이 생성되고, 전압공진에서는 상대적으로 빠른 속도를 생성한다.

또한 공진주파수 fr 점의 임피던스 값은 기계적 품질계수 Qm에 큰 영향을 미치며, Qm값은 고 전계 또는 물리적인 힘 가해졌을 때 압전세라믹의 내구성을 척도 할 수 있는 파라메터 이기도하다.