Моды колебаний и значения параметров АТ, для низших мод изгибных колебаний свободных квадратных пластин [18]
колеблющегося по толщине пьезоэлемента, нагруженного на полупространство с волновым сопротивлением z через тонкий слой контактной смазки, толщина h которого намного меньше длины волны в нем. Обычно волновое сопротивление жидкости Z* « z, поэтому слой смазки можно приближенно представить удельной гибкостью Кж = UL (L - модуль всестороннего сжатия). Акустический импеданс общей механической нагрузки пьезоэлемента Z = Z*z/(Z* + z), где Z* = 10'(лКж - упругое сопротивление контактного слоя.
Так как z - активное сопротивление, а Z* - реактивное, то импеданс Z имеет упруго-активный характер и, следовательно, повышает собственную частоту пьезоэлемента.
Влияние тонкого соединительного слоя между пьезоэлементом и ОК рассмотрено в работах [242, 302], где показано, что этот слой повышает частоту максимума передачи энергии пьезоэлемента в ОК и сужает полосу рабочих частот. Например, при нагрузке кварцевого пьезоэлемента с собственной частотой 2,5 МГц через слой трансформаторного масла на плоскую поверхность образца из алюминиевого сплава резонансная частота системы увеличивается до 2,8 МГц.
Присоединение тонкого слоя (например, протектора) к свободному пьезоэлементу также меняет его собственную частоту. Если толщина слоя 0 > / > Х/4, то его входное сопротивление имеет инерционный характер и, следовательно, собственная частота пьезоэлемента снижается.
Собственные частоты любой колебательной системы могут быть найдены из уравнения [312]
Хвх = 0, (1.56)
где Хю - реактивная составляющая входного импеданса этой системы.
При резонансных частотах активное входное сопротивление RIX имеет минимальное значение, при антирезонансных - максимальное. Для сложных колебательных систем уравнение (1.56) является трансцендентным и, как правило, имеет только численные решения.