В) Коэффициенты электромеханической связи

Коэффициенты электромеханической связи k_p, k₃₃, k₁₅, k_t и k₃₁ описывают способность пьезоэлемента превращать энергию из электрической в механическую и наоборот. Квадрат коэффициента электромеханической связи определяется как отношение накопленной преобразованной энергии одного вида (механической или электрической) к входной энергии второго вида (электрической или механической). Индекс показывает относительные направления электрических и механических величин и вид колебаний. Они могут быть связанны с модой колебаний простого преобразователя определенной формы. k_p означает взаимосвязь электрической и механической энергии в тонком круглом диске, поляризованном по толщине и колеблющемся в радиальном направлении – планарная мода (рис. 10а). k₃₁ относится к длинному тонкому бруску с электродами на длинной поверхности. Вид колебаний – растяжение сжатие по длине (рис. 10б). k_t связан с тонким диском или пластиной и определяет растяжения сжатия по толщине (рис. 2в). k₃₃ соответствует длинному тонкому бруску с электродами на его концах и поляризованному по длине. Вид колебаний – растяжения сжатия по длине (рис. 10г). k₁₅ описывает энергию преобразованную в сдвиговые колебания по толщине (рис. 10д).

Этот коэффициент может быть вычислен через резонансную и антирезонансную частоту по формуле.

, (4)

· где – резонансная частота, Гц,

· – антирезонансная частота, Гц

Чтобы измерить эти частоты обычно используется анализатор импеданса, с помощью которого можно получить зависимость сопротивления от частоты пьезокерамики (Рис. 11).

По своей природе, резонансная частота возникает, когда система имеет очень маленькое сопротивление, в то время как антирезонанс происходит, когда система имеет очень большое сопротивление. На рис. 11. частота которая имеет минимальное сопротивление считается резонансной (), а частота с максимальным сопротивлением – антирезонансной ().

а) Радиальная мода	б) Растяжение сжатие по длине
в) Растяжение сжатие по толщине	г) Растяжение сжатие по длине
д) Сдвиг по толщине

Рис. 10. – Виды колебаний образцов пьезокерамики разной формы

Рис. 11 – Зависимость сопротивления от частоты у пьезокерамики