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変換器におけるプレストレスの影響

プレロードが増加するにつれて、圧電セラミックのインピーダンスと周波数は安定化する。より高いプレロードにより、変換器のインピーダンスを低減することができる。圧電セラミックが十分にクランプされていない場合、変換器のインピーダンスが増加する。

変換器のプレストレスはできるだけ高い方がよいというのは本当ですか？

過剰なプレストレスは変換器の性能を低下させることがある。これは主に以下の点に現れる：

圧電セラミックの性能は圧縮バイアス下で変化します。具体的には、材料が安全に使用できる最高温度が著しく低下する可能性があり、高い圧縮応力によりキュリー温度が下がることがあります。

過剰なプリロードは顕著な減極を引き起こすとともに、インピーダンスの不安定や老化を促進させることがあります。

過剰なプレストレスはトランスデューサーの寿命を短くし、ひどい場合にはトランスデューサー内部のセラミック板に亀裂を生じさせることがあります。

初期段階においてトランスデューサー内の過剰なプレストレスが原因でインピーダンスが低くなる場合もありますが、時間が経つにつれてトランスデューサーの性能が劣化し、製品が高インピーダンスを示すようになります。