|
|
Measurment of Equivalent Circuit of Piezoelectric Resonator
Vomočil, Vojtěch ; Frk, Martin (referee) ; Kazelle, Jiří (advisor)
This theis deals with the general overview of the piezoelectric theory, focused both on the mathematical description and on the attributes of piezoelectric materials. It further focuses on the description of piezoelectric resonators with a more detailed explantation of their equivalent scheme and measurement methods of its single elements. The practical part of the thesis rests on the proposal of a measurement apparatus which will serve to measuring the equivalent circuit piezoelectric resonator elements. The realization of the apparatus and its functionality testing are described. In the experimental part of the thesis, the measured rates are processed and levels of the electric equivalent circuit elements of the used piesoelectric resonator for the basic and the two higher closest resonance frequency are set. The measured results are compiled into a standard measurement protocol. This thesis should place basics to the growing laboratory. It should also be a source of necessary theoretical and practical information for this lab.
|
|
| |
|
|
MEMS based energy harvesting
Klempa, Jaroslav ; Prášek, Jan (referee) ; Gablech, Imrich (advisor)
This work is dedicated to principles of energy harvesting or scavenging from free energy around us. Energy harvesting principles are described in the first part. Following chapter is devoted to description of piezoelectricity and piezoelectric materials. Next part researches already reported results on piezoelectric energy harvesters. Following chapter shows simulations on designed structures in ANSYS® Workbench. Next the fabrication of the structures is described. Measurement are made regarding to maximum generated power.
|
|
|
Proposal of piezo-generator inside button
Kučera, David ; Houška, Pavel (referee) ; Hadaš, Zdeněk (advisor)
This bachelor’s thesis deals with proposal of piezo-generator inside button. There are described types of piezo-generators, explained piezoelectric effect, types of piezoelectric material with focus on piezoceramics. The properties of piezoelectric ceramics are described. Proposal of piezo-generator inside button is described at the end of this thesis.
|
|
|
Controller of three-axis nano-metric manipulator
Pernica, Lukáš ; Jedlička, Petr (referee) ; Drexler, Petr (advisor)
This diploma thesis describes the piezoelectric phenomenon and its use for positioning with nanometric precision in laboratory use. In the thesis is description of direct and indirect piezoelectric phenomenon, various types of piezoelectric actuators and ways of their control with the aim of eliminating their hysteresis. The goal is to design a controller for piezo actuator built in the three-axis nanometric manipulator Thorlabs MAX341/M.
|
|
|
Using of Piezo-material for Energy Harvesting from Vibration
Hanus, Jiří ; Dušek, Daniel (referee) ; Hadaš, Zdeněk (advisor)
Master’s Thesis deals with obtaining electricity from the vibrations of the surrounding environment through piezoelectric vibration generator. To simulation piezoceramics and design mechanical parts of the generator was used simulation program ANSYS 10.0. First, parameters of the designed piezoelectric generator were numerically calculated, and then these values were compared with the real sample. Further work is in the description of material properties of piezo materials.
|
|
|
Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch
Hrstka, Miroslav ; Materna, Aleš (referee) ; Náhlík, Luboš (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
Předkládaná dizertační práce se zabývá stanovením hlavních členů Williamsova asymptotického rozvoje popisujícího rovinné elektro-elastické pole v okolí piezoelektrických bi-materiálových vrubů a trhlin na rozhraní za použití rozšířeného Lechnického-Eshelbyho-Strohova formalismu v návaznosti na čistě anizotropní pružnost. Je ukázáno, že rozšířený Lechnického-Eshelbyho-Strohův formalismus představuje spolu s moderními programovacími koncepty v jazyku Python efektivní a také praktický nástroj pro lomovou analýzu piezoelektrických bi-materiálů. Teoretická část práce popisuje aspekty anizotropní pružnosti a její návaznost na piezoelektrické materiály. Základní rovnice zaměřené na speciální typy monoklinických materiálů, které umožňují oddělení rovinného a anti-rovinného problému, jsou vyjádřeny pomocí komplexních potenciálů. V praktické části práce je sestaven problém vlastního hodnot pro bi-materiálový vrub, na jehož základě jsou stanoveny exponenty singularity a pomocí dvoustavového -integrálu také zobecněné faktory intenzity napětí. Veškeré vztahy a numerické procedury jsou následně rozšířeny na problém piezoelektrických bi-materiálových vrubů a podrobně prozkoumány v uvedených příkladech. Zvláštní pozornost je věnována přechodu asymptotického řešení téměř zavřených vrubů a trhlin na rozhraní. Vliv směru polarizace na asymptotické řešení je také zkoumán. Přesnost stanovení zobecněných faktorů intenzity napětí je testována srovnáním asymptotického řešení a řešení získaného pomocí metody konečných prvků s velmi jemnou sítí konečných prvků. Na závěr je formalismus modifikován pro nepiezoelektrické materiály.
|
|
|
Energy dispersive X-ray spectroscopy of doped PVDF fibers
Smejkalová, Tereza ; Papež, Nikola (referee) ; Sobola, Dinara (advisor)
Tato diplomová práce zkoumá flexibilní materiál k produkci elektřiny založený na piezoelektrickém polymeru Polyvinylidenfluorid (PVDF). Inkorporací piezoaktivní keramiky lze vlastnosti piezoelektrického polymeru PVDF významně zlepšit a převést na užitečnou elektrickou energii. PVDF byl vytvořen elektrostatickým zvlákňováním do vláken o tloušťce 1,5-0,3 µm a poté studován různými analytickými metodami. Tato práce nabízí popis elektrostatického zvlákňování, přípravu vzorků a teoretický úvod do analytických metod, kterým byly vzorky podrobeny. Morfologie a distribuce nanostrukturované keramiky do polymerní matrice PVDF byla pozorována použitím skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a energiově disperzní spektroskopie (EDX). Pro tvorbu fáze a podrobné fázové složení byly vzorky charakterizovány infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací (FTIR). Práce také obsahuje analýzu s použitím Ramanovy spektroskopie, metody používané k identifikaci a porovnání chemických sloučenin. Elektrické vlastnosti byly studovány dielektrickou spektroskopií a je poskytnuta korelace se složením. Jednotlivé komponenty dotovaných vláken jsou charakterizovány a vyhodnocovány v souvislosti s jejich budoucím využitím v senzorech.
|
|
|
Computational modelling of the layered piezoelectric composites and analysis of their electro-mechanical response upon harmonic vibrations
Machů, Zdeněk ; Profant, Tomáš (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
V současnosti je velmi aktuálním tématem generování elektrické energie z alternativních zdrojů, zejména z vibrací. Zařízení, která přeměňují mechanickou energii na elektrickou, využívají často ke své činnosti piezoelektrický jev. Pro optimální nastavení takového elektromechanického měniče pro danou aplikaci je třeba mít k dispozici výpočtový model, který bude schopný postihnout všechny klíčové aspekty jeho provozu. Tato práce se tedy zabývá vytvořením takovéhoto nástroje, který je schopen komplexně popsat elektromechanickou odezvu studovaného piezoelektrického měniče energie v podobě vetknutého, vícevrstvého keramického nosníku s piezoelektrickými vrstvami. Uvažovaná vícevrstvá konstrukce je během své činnosti vystavena kinematickému buzení a je rovněž zatížena tepelnou zbytkovou napjatostí vznikající při její výrobě. Vytvořený výpočtový model využívá klasickou laminátovou teorii k určení statické elektromechanické odezvy dané konstrukce. Elektromechanická odezva při kmitání uvažované konstrukce v ustáleném stavu je získána s využitím Hamiltonova variačního principu a teorie kmitání prutů. Vytvořený výpočtový model je dále schopen odhadnout zdánlivou lomovou houževnatost dané vícevrstvé konstrukce pomocí metody váhových funkcí. Výstupy vytvořeného výpočtového modelu jsou ověřeny s využitím numerických simulací na bázi MKP a dostupných experimentálních výsledků. V diplomové práci je následně vytvořený výpočtový model aplikován při hledání optimálního rozložení jednotlivých vrstev konkrétního vícevrstvého nosníku s cílem maximalizovat jeho elektrický výkon a odolnost vůči šíření povrchových trhlin, resp. vzniku křehkého lomu. Tohoto cíle je dosaženo pomocí vhodného rozložení tepelných zbytkových napětí v jednotlivých vrstvách uvažované konstrukce (řízeného použitými materiály a tloušťkami jednotlivých vrstev).
|
|
|
Piezoelectric MEMS resonators for sensing applications
Klempa, Jaroslav ; Svatoš, Vojtěch (referee) ; Gablech, Imrich (advisor)
Basic principles and processes used during fabrication of microelectromechanical systems are presented in this work. This thesis is focused on material properties, deposition, lithographic and micromachining processes. Fundamental principles and applications of piezoelectric resonant structures are described as well. Final part of this work is devoted to simulation of resonant beams using FEM method in ANSYS® Workbench, practical fabrication and characterization of piezoelectric MEMS resonators.
|
guest ::
