मल्टीलेयर पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसफार्मर का बुनियादी कार्य सिद्धांत और विशेषताएं

व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का अनुप्रयोग मुख्य रूप से पीजोइलेक्ट्रिक बजर, जैसे संगीत कार्ड, डोरबेल, पेजर के लिए किया जाता है। मूल कार्य सिद्धांत यह है कि जब एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र को पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट पर लागू किया जाता है, तो पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट एक संबंधित विरूपण या कंपन उत्पन्न करती है, और जब कंपन आवृत्ति ऑडियो बैंड में होती है, तो एक संबंधित ध्वनि उत्सर्जित होती है।

एक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसफार्मर की मूल संरचना एक पीजोइलेक्ट्रिक बजर के अनुप्रयोग को एक पीजोइलेक्ट्रिक इग्नाइटर के अनुप्रयोग के साथ जोड़कर एक पीजोइलेक्ट्रिक रेज़ोनेटर बनाना है। बजर के एक छोर पर (जिसे ड्राइव एंड कहा जाता है), एक साइनसॉइडल वैकल्पिक वोल्टेज उत्पन्न होता है जो पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर की गुंजयमान आवृत्ति के अनुरूप होता है। पीजोइलेक्ट्रिक रेज़ोनेटर कंपन उत्पन्न करता है और इसे इग्नाइटर के एक छोर (जिसे पावर जेनरेटिंग एंड कहा जाता है) तक प्रेषित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप निरंतर साइनसॉइडल वोल्टेज पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर की संरचनात्मक विशेषताओं पर निर्भर करता है, और इनपुट कम वोल्टेज, आउटपुट उच्च वोल्टेज (बूस्ट प्रकार), या इनपुट उच्च वोल्टेज, आउटपुट कम वोल्टेज (हिरन प्रकार) हो सकता है। उच्च आवृत्ति ड्राइव वोल्टेज पर मॉडेम के माध्यम से कम आवृत्ति मॉड्यूलेशन जोड़कर सिग्नल ट्रांसमिशन प्राप्त किया जा सकता है।

औद्योगिक नियंत्रण प्रक्रिया में पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट का सटीक पोजिशनिंग अनुप्रयोग। पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज के बाद, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पहले एक इलेक्ट्रोकॉस्टिक या ध्वनिक उपकरण के रूप में कार्य करता था, और ध्वनिक सेंसर और शॉक सेंसर जैसे कई अनुप्रयोग हैं। इनका उपयोग आम तौर पर कंपन, झटकों आदि को मापने के क्षेत्र में किया जाता है। सटीक स्थिति माप के लिए कोई परिपक्व अनुप्रयोग नहीं हैं। गति नियंत्रण तौलिये में औद्योगिक उपकरण, उच्च परिशुद्धता स्थिति नियंत्रण के लिए, सबसे अच्छे सेंसर भाग विभिन्न एनकोडर होते हैं, जो न केवल 0.01 मिमी या यहां तक ​​कि माइक्रोन की सटीकता आसानी से प्राप्त कर सकते हैं, बल्कि गति की पूरी प्रक्रिया में स्थिति डेटा भी एकत्र कर सकते हैं। हालाँकि, मक्खी यह है कि यह महंगा है। साधारण ऑप्टिकल सेंसर आम तौर पर लाल एलईडी और फोटोट्रांसिस्टर्स से बने होते हैं, जिनमें से प्रत्येक उत्सर्जित और प्राप्त बीम के आकार को सीमित करने के लिए एक निश्चित चौड़ाई के स्लिट का उपयोग करता है। इसलिए, प्रकाश संवेदनशील ट्यूब की संचरण विशेषताएँ और बीम का आकार सीधे सेंसर की सटीकता निर्धारित करते हैं।

उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता के तहत, सामान्य का पता लगाने का परिणाम पीजो सिरेमिक प्लेट ट्रांसड्यूसर बेहद फजी है। डिजिटल आकार देने के बाद भी, कार्य बिंदु के बहाव और बाहरी वातावरण के हस्तक्षेप के प्रभाव के कारण, हम स्थिर बार-बार पता लगाने के परिणाम प्राप्त नहीं कर सकते हैं। इसलिए, ऐसे ऑप्टिकल सेंसर का उपयोग आम तौर पर सामान्य यांत्रिक स्थिति के लिए आवश्यक 0.5 मिमी या उससे कम की सटीक आवश्यकताओं के लिए किया जाता है। 0.1 मिमी या अधिक की स्टेपर मोटर की सटीकता को अनुकूलित करने के लिए, स्लिट की चौड़ाई को और कम करना सैद्धांतिक रूप से आवश्यक है। वास्तव में यह बहुत छोटी स्लिट चौड़ाई है। प्रकाश-संवेदनशील उपकरण पर्याप्त चमकदार प्रवाह प्राप्त करने में सक्षम नहीं होगा, जिससे प्रकाश-संवेदनशील ट्यूब को चालू नहीं किया जा सकेगा, और इस प्रकार रुकावट की गति का पता नहीं लगाया जा सकेगा। अन्य विद्युत चुम्बकीय प्रेरण सेंसर, जैसे निकटता स्विच और हॉल सेंसर, को संवेदन सतह तक पहुंचने के लिए चलती धातु या लौह चुंबकीय सामग्री की आवश्यकता होती है। एक निश्चित दूरी की सीमा में, परिणामी मध्यवर्ती स्तर को फ्लिप स्थिति के रूप में पुष्टि की जाती है। हालाँकि, इस दूरी की सीमा अपेक्षाकृत अस्पष्ट और यादृच्छिक है, और परीक्षण के परिणामों की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता भी विशिष्ट सर्किट स्थितियों, आसपास के वातावरण और प्रतिक्रिया देरी जैसे कारकों से प्रभावित होगी, इसलिए इसका उपयोग उच्च-सटीक स्थिति के नियंत्रण के लिए नहीं किया जा सकता है। इन कारणों से, निकट-माइक्रोन-स्तर की सटीक स्थिति अब तक लगभग गैर-एनकोडर रही है, और ऐसे उपकरण जो ऐसे सटीक स्तरों का उपयोग कर सकते हैं, सेंसर के लागत मूल्य कारक की परवाह किए बिना, आम तौर पर सस्ते होते हैं। हालाँकि, सस्ती स्टेपर मोटरें पर्याप्त उच्च ड्राइव सटीकता प्रदान करती हैं, जैसे कि 1.8 डिग्री का सबसे खराब स्टेप कोण, जिसे एक मोटे लीड स्क्रू ड्राइव (10 मिमी/360*1.8=) के साथ प्राप्त किया जा सकता है। स्टेपिंग मोटर से बने सस्ते इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम में 0.5 मिमी की नियंत्रण परिशुद्धता, सेंसर की स्थिति नियंत्रण का एहसास कैसे करें जो सस्ता है और स्टेपिंग मोटर की सटीकता से मेल खा सकता है। संभावित प्रभाव में पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक टुकड़े का उपयोग करने से एक सस्ता और सटीक स्थिति नियंत्रण समाधान प्राप्त होता है। नीचे एक आवेदन योजना है. इसकी व्यवहार्यता और कार्यान्वयन के तरीकों को स्पष्ट करना। मान लें कि कार्य मंच प्रारंभिक स्थिति से शुरू होता है, एक निर्दिष्ट दूरी तय करता है, और फिर कार्य चक्र को पूरा करने के लिए प्रारंभिक स्थिति में लौट आता है। यहां, एक स्टेपर मोटर ड्राइव का उपयोग किया जाता है, जिसमें न्यूनतम संभव आउट-ऑफ-स्टेप सुनिश्चित करने के लिए सही प्रारंभिक त्वरण और ब्रेक मंदी होती है, ताकि कार्यशील प्लेटफ़ॉर्म की कोई भी सटीक स्थिति केवल स्टेपर मोटर के ओपन-लूप नियंत्रण से प्राप्त की जा सके। प्रारंभिक बिंदु स्थिति पर पीजोइलेक्ट्रिक टुकड़े को स्थापित करने से न केवल सिस्टम को प्रारंभिक संदर्भ स्थिति मिलती है, बल्कि प्लेटफ़ॉर्म के प्रत्येक कार्य चक्र को रीसेट स्थिति में वापस लाकर ड्राइविंग प्रक्रिया के दौरान नियंत्रण से बाहर, अव्यवस्था आदि के संचयी नुकसान की भी अनुमति मिलती है। प्रत्येक कार्य चक्र को सटीक रीसेट स्थिति पर प्रारंभ करना। यद्यपि रीसेट सेंसर का विद्युत संकेत एक यांत्रिक प्रभाव से उत्पन्न होता है, प्रभाव को निम्नलिखित उपायों से गैर-विनाशकारी बनाया जा सकता है: (1) कम गति का प्रभाव: जब गति रीसेट स्थिति के करीब पहुंचती है, तो गति धीमी हो जाती है, जिसे स्ट्रोक के रूप में जाना जाता है। त्वरण और मंदी गति नियंत्रण का एहसास किया जा सकता है। अज्ञात यात्रा के मामले में, आप रीसेट स्थिति तक पहुंचने के लिए पूरी धीमी गति रख सकते हैं; (2) प्रभाव बफर: प्रभाव सदस्य को रबर या स्प्रिंग के साथ बफर में जोड़ा जाता है, उचित प्रीलोड को समायोजित किया जाता है, जिसे कुशनिंग तत्व के स्पष्ट रूप से विकृत होने से पहले प्राप्त किया जा सकता है। विद्युत संकेत जो आउटपुट पर हमला करता है, कुशनिंग प्रभाव प्रभाव की कठोरता को कम करता है और सेंसर की सेवा जीवन को बढ़ाता है। जब सिस्टम नियंत्रण से बाहर हो जाता है, तो मोटर अवरुद्ध है या नहीं, इसके आधार पर, भागने की घटना से बचने के लिए निम्नलिखित माप लिया जा सकता है। (1) हार्ड ब्लॉकिंग: जब मोटर ड्राइव सिस्टम को ब्लॉक करने की अनुमति दी जाती है, तो पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पर प्रभाव डालने के बाद निरंतर गति को सीमित करने के लिए कठोर यांत्रिक सीमा का उपयोग किया जाता है; (2) लचीली क्रॉसिंग: अवरोध की अनुमति न देने की स्थिति में, स्प्रिंग/शेक का उपयोग करें। एक रॉड जैसे तंत्र को हथौड़े से लोड किया जाता है। जब यह नियंत्रण से बाहर हो जाता है, तो तंत्र सेंसर के पार जा सकता है, प्लेटफ़ॉर्म आगे बढ़ना जारी रखता है, और असामान्य संचालन को समाप्त करने के लिए संबंधित पावर स्रोत, या अन्य माप को काटने के लिए एक आपातकालीन ट्रिप स्विच जोड़ा जाता है।