Principio di funzionamento di base e caratteristiche del trasformatore ceramico piezoelettrico multistrato

L'applicazione dell'effetto piezoelettrico inverso viene utilizzata principalmente per i cicalini piezoelettrici, come schede musicali, campanelli, cercapersone. Il principio di funzionamento di base è che quando viene applicato un campo elettrico alternato sul foglio di ceramica piezoelettrica, il foglio di ceramica piezoelettrico genera una deformazione o vibrazione corrispondente e quando la frequenza di vibrazione è nella banda audio, viene emesso un suono corrispondente.

La struttura di base di un trasformatore ceramico piezoelettrico consiste nel combinare l'applicazione di un cicalino piezoelettrico con l'applicazione di un accenditore piezoelettrico per formare un risonatore piezoelettrico. Ad un'estremità del cicalino (chiamata lato comando), viene generata una tensione alternata sinusoidale coerente con la frequenza di risonanza del trasformatore piezoelettrico. Il risonatore piezoelettrico genera vibrazioni e viene trasmesso a un'estremità dell'accenditore (chiamata estremità di generazione di energia), risultando in una tensione sinusoidale continua che dipende dalle caratteristiche strutturali del trasformatore piezoelettrico e può essere bassa tensione di ingresso, alta tensione di uscita (tipo boost) o alta tensione di ingresso, bassa tensione di uscita (tipo buck). La trasmissione del segnale può essere ottenuta aggiungendo una modulazione a bassa frequenza attraverso il modem alla tensione di comando ad alta frequenza.

Applicazione di posizionamento accurato di lastre di ceramica piezoelettriche nel processo di controllo industriale. Dopo la scoperta dell'effetto piezoelettrico, la ceramica piezoelettrica è servita inizialmente come dispositivo elettroacustico o acustico e ci sono molte applicazioni, come sensori acustici e sensori di shock. Sono generalmente utilizzati nei campi della misurazione di vibrazioni, scuotimento e così via. Non esistono applicazioni mature per la misurazione accurata della posizione. apparecchiature industriali negli asciugamani per il controllo del movimento, per un controllo della posizione ad alta precisione, le migliori parti del sensore sono vari encoder, che non solo possono facilmente raggiungere una precisione di 0,01 mm o addirittura micron, ma possono anche raccogliere dati di posizione durante l'intero processo di movimento. Tuttavia, il problema è che è costoso. I comuni sensori ottici sono generalmente composti da LED rossi e fototransistor, ciascuno dei quali utilizza una fenditura di una certa larghezza per limitare la dimensione dei raggi emessi e ricevuti. Pertanto, le caratteristiche di trasmissione del tubo fotosensibile e la dimensione del raggio determinano direttamente la precisione del sensore.

Sotto il requisito di alta precisione, il risultato del rilevamento è ordinario il trasduttore piezoelettrico a piastra in ceramica è estremamente confuso. Anche dopo la modellazione digitale, a causa dell'influenza della deriva del punto di lavoro e dell'interferenza dell'ambiente esterno, non è possibile ottenere risultati stabili di rilevamento ripetuto. Pertanto, tali sensori ottici vengono generalmente utilizzati per requisiti di precisione di 0,5 mm o meno richiesti per il posizionamento meccanico generale. Per adattarsi alla precisione del motore passo-passo di 0,1 mm o più, teoricamente è necessario ridurre ulteriormente la larghezza della fessura. In realtà la larghezza della fessura è troppo piccola. Il dispositivo fotosensibile non sarà in grado di ottenere un flusso luminoso sufficiente, per cui il tubo fotosensibile non potrà essere acceso e quindi il movimento dell'ostruzione non potrà essere rilevato. Altri sensori a induzione elettromagnetica, come interruttori di prossimità e sensori Hall, richiedono lo spostamento di materiali metallici o ferromagnetici per avvicinarsi alla superficie di rilevamento. Nell'intervallo di una certa distanza, il livello intermedio risultante viene confermato come stato di inversione. Tuttavia, l'intervallo di questa distanza è relativamente vago e casuale e la riproducibilità dei risultati del test sarà influenzata anche da fattori quali le condizioni specifiche del circuito, l'ambiente circostante e il ritardo della risposta, quindi non può essere utilizzato per il controllo del posizionamento ad alta precisione. Per questi motivi, finora il posizionamento con precisione prossima al micron è stato ottenuto quasi senza codificatori e i dispositivi che possono utilizzare tali livelli di precisione sono generalmente poco costosi, indipendentemente dal fattore prezzo di costo del sensore. Tuttavia, i motori passo-passo economici forniscono una precisione di azionamento sufficientemente elevata, come il peggiore angolo di passo di 1,8 gradi, che può essere ottenuto con una vite di comando più ruvida (10 mm/360*1,8=). La precisione di controllo di 0,5 mm, nel sistema elettromeccanico economico composto da motore passo-passo, come realizzare il controllo della posizione del sensore che è economico e può eguagliare la precisione del motore passo-passo. Utilizzando il pezzo piezoelettrico in ceramica nell'impatto, il potenziale consente una soluzione di controllo della posizione economica e precisa. Di seguito è riportato un piano di applicazione. Chiarirne la fattibilità e le modalità di attuazione. Supponiamo che la piattaforma di lavoro parta dalla posizione iniziale, si sposti per una distanza specifica e poi ritorni nella posizione iniziale per completare un ciclo di lavoro. Qui viene utilizzato un azionamento del motore passo-passo, con la corretta accelerazione iniziale e decelerazione del freno per garantire il minimo fuori passo possibile, in modo che qualsiasi posizionamento preciso della piattaforma di lavoro possa essere ottenuto solo dal controllo ad anello aperto del motore passo-passo. L'installazione del pezzo piezoelettrico nella posizione del punto di partenza non solo fornisce la posizione di riferimento iniziale al sistema, ma consente anche l'accumulo di perdita di controllo, disturbo, ecc. durante il processo di guida riportando ogni ciclo di lavoro della piattaforma alla posizione di ripristino. Facendo iniziare ogni ciclo di lavoro nell'esatta posizione di ripristino. Sebbene il segnale elettrico del sensore di ripristino sia generato da un impatto meccanico, l'impatto può essere reso non distruttivo mediante le seguenti misure: (1) Impatto a bassa velocità: quando il movimento si avvicina alla posizione di ripristino, la velocità viene rallentata, fenomeno noto come corsa. È possibile realizzare il controllo del movimento di accelerazione e decelerazione. Nel caso di corsa sconosciuta è possibile mantenere tutta la moviola per avvicinarsi alla posizione di reset; (2) Tampone d'urto: l'elemento d'urto viene aggiunto con gomma o molla al tampone, regolando il precarico appropriato, che può essere ottenuto prima che l'elemento ammortizzante si deformi ovviamente. Il segnale elettrico che colpisce l'uscita, l'effetto ammortizzante riduce la rigidità dell'impatto e prolunga la durata del sensore. Quando il sistema è fuori controllo, a seconda che il motore sia bloccato o meno, è possibile effettuare la seguente misurazione per evitare il verificarsi di fuorigiri. (1) Blocco rigido: quando al sistema di azionamento del motore è consentito bloccarsi, utilizzando il limite meccanico rigido per limitare il movimento continuo dopo l'impatto sulla ceramica piezoelettrica; (2) Incrocio flessibile: nel caso in cui non sia consentito il bloccaggio, utilizzare la molla/scuotimento. Un meccanismo come un'asta viene caricata con un martello. Quando è fuori controllo, il meccanismo può spostarsi attraverso il sensore, la piattaforma continua a muoversi in avanti e viene aggiunto un interruttore di emergenza per interrompere la corrispondente fonte di alimentazione o altra misurazione per interrompere il funzionamento anomalo.