Caractérisation de céramiques piézoélectriques à faible coefficient de surtension par une méthode d'identification

When considered near an isolated resonance, a piezoelectric ceramic can be represented by a lumped-parameter equivalent circuit, called Mason's model. The ceramic characterization consists in the determination of the elements: C _o, R, L, C, of the electrical equivalent circuit.

These four parameters are computed from the admittance curve of the vibrating sample, by an optimization technique using the Newton-Gauss identification algorithm.

The experimental process is described in detail. The results are compared with those obtained by classical techniques and are in good agreement with them. Our method provides better accuracy, especially for ceramics showing spurious modes.

Sommaire

Autour d'un de ses modes de vibration, une céramique piézoélectrique peut être représentée par un schéma électrique équivalent, défini à partir du modèle de Mason. La caractérisation de la céramique consiste à déterminer, pour le mode considéré, le quadruplet (C _o, R, L, C) des éléments du schéma équivalent.

On propose une méthode pour optimiser la détermination des quatre paramètres à partir de la courbe d'admittance de l'élément vibrant, en utilisant l'algorithme d'identification de Newton- Gauss.

Une place importante est réservée à la description du procédé expérimental mis en œuvre, ainsi qu' à la comparaison de nos résultats avec ceux obtenus par les méthodes classiques.

Zusammenfassung

In der Umgebung einer Resonanz kann eine Piezokeramik durch ein elektrisches Ersatzschaltbild auf der Grundlage des Mason-Modells dargestellt werden. Die Keramik wird durch die Bestimmung von jeweils vier Elementen C _o, R, L und C des Ersatzschemas charakterisiert.

Es wird eine Methode zur optimalen Bestimmung der vier Parameter vorgeschlagen, die von der Admittanzkurve des schwingenden Elements ausgeht und von dem Newton-Gauss'schen Algorithmus Gebrauch macht.

Der Beschreibung der experimentellen Vorgehensweisen wird breiter Raum gegeben, ebenso dem Vergleich der Ergebnisse mit den nach klassischen Methoden erhaltenen Resultaten.