Monikerroksisen pietsosähköisen keraamisen muuntajan toimintaperiaate ja ominaisuudet

Käänteisen pietsosähköisen efektin soveltamista käytetään pääasiassa pietsosähköisissä summereissa, kuten musiikkikorteissa, ovikelloissa, hakulaitteissa. Toimintaperiaate on, että kun pietsosähköiseen keraamiseen levyyn kohdistetaan vaihtuva sähkökenttä, pietsosähköinen keraaminen levy synnyttää vastaavan muodonmuutoksen tai värähtelyn ja kun värähtelytaajuus on äänikaistalla, syntyy vastaava ääni.

Pietsosähköisen keraamisen muuntajan perusrakenne on yhdistää pietsosähköisen summerin käyttö pietsosähköisen sytyttimen kanssa pietsosähköisen resonaattorin muodostamiseksi. Summerin toisessa päässä (kutsutaan käyttöpääksi) syntyy sinimuotoinen vaihtojännite, joka on yhdenmukainen pietsosähköisen muuntajan resonanssitaajuuden kanssa. Pietsosähköinen resonaattori synnyttää tärinää ja välittyy sytyttimen toiseen päähän (kutsutaan tehontuotantopääksi), jolloin jatkuva sinimuotoinen jännite riippuu pietsosähköisen muuntajan rakenteellisista ominaisuuksista, ja se voi olla syöttömatala jännite, ulostulon korkea jännite (boost-tyyppi) tai tulo korkea jännite, lähtömatala jännite (buck-tyyppi). Signaalin siirto voidaan saada aikaan lisäämällä matalataajuista modulaatiota modeemin kautta suurtaajuuskäyttöjännitteellä.

Pietsosähköisten keraamisten levyjen tarkka paikannussovellus teollisessa ohjausprosessissa. Pietsosähköisen vaikutuksen löytämisen jälkeen pietsosähköinen keramiikka toimi ensin sähköakustisena tai akustisena laitteena, ja sovelluksia on monia, kuten akustisia antureita ja iskuantureita. Niitä käytetään yleensä tärinän, tärinän ja niin edelleen mittaamiseen. Tarkkaa paikanmittausta varten ei ole kypsiä sovelluksia. teolliset laitteet liikkeenohjauspyyhkeissä, korkean tarkkuuden asennon hallintaan, parhaat anturiosat ovat erilaiset kooderit, jotka eivät vain saavuta helposti 0,01 mm:n tai jopa mikronin tarkkuutta, vaan voivat myös kerätä paikkatietoja koko liikeprosessista. Kuitenkin perho on, että se on kallis. Tavalliset optiset anturit koostuvat yleensä punaisista LED-valoista ja fototransistoreista, joista jokainen käyttää tietyn leveyden rakoa rajoittamaan lähetettyjen ja vastaanotettujen säteiden kokoa. Siksi valoherkän putken siirto-ominaisuudet ja säteen koko määräävät suoraan anturin tarkkuuden.

Vaatimuksen mukaisesti korkean tarkkuuden havaitsemistulos on tavallinen Pietsokeraaminen levymuunnin on erittäin sumea. Edes digitaalisen muokkauksen jälkeen työpisteen poikkeaman ja ulkoisen ympäristön häiriön vaikutuksesta emme voi saada vakaita toistuvia havaitsemistuloksia. Siksi tällaisia ​​optisia antureita käytetään yleensä 0,5 mm tai vähemmän tarkkuusvaatimuksiin, jotka vaaditaan yleiseen mekaaniseen paikannukseen. Sopeutuakseen askelmoottorin 0,1 mm tai enemmän tarkkuuteen on teoriassa tarpeen vähentää raon leveyttä edelleen. Itse asiassa se on liian pieni raon leveys. Valoherkkä laite ei pysty saamaan riittävää valovirtaa, joten valoherkkää putkea ei voida kytkeä päälle ja siten esteen liikettä ei voida havaita. Muut sähkömagneettiset induktioanturit, kuten lähestymiskytkimet ja Hall-anturit, vaativat liikkuvaa metallia tai ferromagneettista materiaalia lähestyäkseen tunnistuspintaa. Tietyn etäisyyden alueella tuloksena oleva välitaso vahvistetaan kääntötilaksi. Tämän etäisyyden alue on kuitenkin suhteellisen epämääräinen ja satunnainen, ja testitulosten toistettavuuteen vaikuttavat myös tietyt piirin olosuhteet, ympäröivä ympäristö ja vasteviive, joten sitä ei voida käyttää erittäin tarkan paikannuksen ohjaamiseen. Näistä syistä lähes mikronin tason tarkkuuspaikannus on toistaiseksi ollut lähes ei-koodaajia, ja tällaisia ​​tarkkuustasoja käyttävät laitteet ovat yleensä edullisia riippumatta anturin kustannustekijästä. Halvat askelmoottorit tarjoavat kuitenkin riittävän korkean käyttötarkkuuden, kuten pahimman 1,8 asteen askelkulman, joka voidaan saavuttaa karkeammalla johtoruuvikäytöllä (10mm/360*1,8=) . Ohjaustarkkuus 0,5 mm edullisessa sähkömekaanisessa järjestelmässä, joka koostuu askelmoottorista, kuinka toteuttaa anturin asennonsäätö, joka on halpa ja voi vastata askelmoottorin tarkkuutta. Käyttämällä pietsosähköistä keraamikappaletta iskussa potentiaali mahdollistaa edullisen ja tarkan asennonsäätöratkaisun. Alla on sovellussuunnitelma. Selvittää sen toteutettavuus ja toteutustavat. Oletetaan, että työtaso alkaa alkuasennosta, liikkuu tietyn matkan ja palaa sitten alkuasentoon suorittaakseen työsyklin loppuun. Tässä käytetään askelmoottorikäyttöä oikealla käynnistyskiihtyvyydellä ja jarrutuksen hidastumisella mahdollisimman pienimmän poikkeaman varmistamiseksi, joten työtason tarkka sijoittelu voidaan saavuttaa vain askelmoottorin avoimella ohjauksella. Pietsosähköisen kappaleen asentaminen aloituspisteeseen ei ainoastaan ​​tarjoa järjestelmän alkuperäistä vertailukohtaa, vaan mahdollistaa myös hallinnan, häiriön jne. kertyvän menetyksen ajon aikana palauttamalla jokaisen työtason työjakson nollausasentoon. Jokainen työjakso alkaa tarkasta nollausasennosta. Vaikka nollausanturin sähköinen signaali syntyy mekaanisen iskun vaikutuksesta, isku voidaan tehdä tuhoamattomaksi seuraavilla toimenpiteillä: (1) Hidas isku: Kun liike lähestyy nollausasentoa, nopeus hidastuu, mikä tunnetaan iskuna. Kiihdytys- ja hidastusliikkeen ohjaus voidaan toteuttaa. Tuntemattoman matkan tapauksessa voit pitää koko hidastuksen lähestyäksesi nollausasentoa; (2) Iskupuskuri: iskuosa lisätään kumilla tai jousella puskuriin säätämällä sopivaa esijännitystä, joka voidaan saavuttaa ennen kuin vaimennuselementti on ilmeisesti vääntynyt. Lähtöön osuva sähköinen signaali, vaimennusvaikutus vähentää iskun jäykkyyttä ja pidentää anturin käyttöikää. Kun järjestelmä ei ole hallinnassa, riippuen siitä, onko moottori tukossa vai ei, voidaan suorittaa seuraava mittaus, jotta vältetään karkaaminen. (1) Kova lukitus: Kun moottorin käyttöjärjestelmän annetaan tukkeutua, käytetään jäykkää mekaanista rajaa rajoittamaan jatkuvaa liikettä pietsosähköiseen keramiikkaan osumisen jälkeen; (2) Joustava risteys: jos estoa ei sallita, käytä jousta/täristystä. Mekanismi, kuten sauva, kuormitetaan vasaralla. Kun se on rikki, mekanismi voi liikkua anturin poikki, lava jatkaa liikkumista eteenpäin ja hätälaukaisukytkin lisätään vastaavan virtalähteen katkaisemiseksi tai muu mittaus epänormaalin toiminnan lopettamiseksi.