【摘要】：石英晶體諧振器是一種利用石英晶體的逆壓電效應(yīng)制作而成的諧振器件。作為一種能夠提供頻率標(biāo)準(zhǔn)和頻率檢測作用的電子元件,其廣泛應(yīng)用于諸多電子設(shè)備之中。伴隨著電子設(shè)備的不斷發(fā)展,石英諧振器的研究與制作也受到愈來愈多的重視。石英晶體諧振器主要由石英晶體板、金屬電極層、基座以及封蓋構(gòu)成。電極的質(zhì)量效應(yīng)對石英晶體諧振器的工作會產(chǎn)生很大的影響。因此,在對石英晶體諧振器的研究中要充分考慮到電極的存在。石英晶體諧振器具有多種切型,其中AT切石英諧振器具有加工方便、壓電活力高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn),其主要工作模態(tài)是厚度剪切模態(tài),因此對于AT切石英諧振器厚度剪切振動的分析具有很重要的意義。由于石英材料具有各向異性的特點(diǎn),使得三維理論分析非常困難,因此本文著眼于對AT切圓形覆蓋電極石英晶體諧振器進(jìn)行三維有限元模擬以及實(shí)驗(yàn)分析。在對AT切圓形覆蓋電極石英晶體諧振器進(jìn)行有限元分析時,由于電極層太薄以至于對電極層的模擬存在一些困難。針對這一問題,本文提出兩種方法,一是使用殼單元模擬電極層,并通過耦合節(jié)點(diǎn)自由度模擬電極與石英板的連接。二是考慮到電極層的慣性效應(yīng),采用附加質(zhì)量法,使用表面效應(yīng)單元對電極層進(jìn)行模擬。為了更進(jìn)一步與理論解進(jìn)行對比,我們對有限元模型的收斂性進(jìn)行分析研究。最后為了驗(yàn)證三維有限元分析的有效性,通過實(shí)驗(yàn)對AT切圓形石英晶體諧振器進(jìn)行更深入的分析,對比有限元模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了有限元方法的可靠性。
【圖文】：

石英晶體坐標(biāo)軸示意圖

圖 1. 2 石英晶體各類切型示意圖體諧振器的振動模態(tài)主要包括有長度伸縮振動模態(tài)、面剪切模態(tài)、彎曲振動模態(tài)等。長度伸縮振動模態(tài)是上述四種振動模態(tài)中最早應(yīng)用的一種模態(tài)，其0-400 kHz，所對應(yīng)的切型有 MT 切和 GT 切型。面剪切振動所對應(yīng)的切型有
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN751.2

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本文編號：2517811