Basiswerkingsprincipe en kenmerken van meerlaagse piëzo-elektrische keramische transformator

De toepassing van het omgekeerde piëzo-elektrische effect wordt voornamelijk gebruikt voor piëzo-elektrische zoemers, zoals muziekkaarten, deurbellen en semafoons. Het basiswerkprincipe is dat wanneer een elektrisch wisselveld wordt aangelegd op de piëzo-elektrische keramische plaat, de piëzo-elektrische keramische plaat een overeenkomstige vervorming of trilling genereert, en wanneer de trillingsfrequentie zich in de audioband bevindt, een overeenkomstig geluid wordt uitgezonden.

De basisstructuur van een piëzo-elektrische keramische transformator is het combineren van de toepassing van een piëzo-elektrische zoemer met de toepassing van een piëzo-elektrische ontsteker om een ​​piëzo-elektrische resonator te vormen. Aan het ene uiteinde van de zoemer (het aandrijfuiteinde genoemd) wordt een sinusvormige wisselspanning gegenereerd die consistent is met de resonantiefrequentie van de piëzo-elektrische transformator. De piëzo-elektrische resonator genereert trillingen en wordt overgebracht naar het ene uiteinde van de ontsteker (het stroomgenererende uiteinde genoemd), wat resulteert in een continue sinusoïdale spanning, afhankelijk van de structurele kenmerken van de piëzo-elektrische transformator, en kan een lage ingangsspanning, een hoge uitgangsspanning (boost-type) zijn, of een hoge ingangsspanning, een lage uitgangsspanning (buck-type). Signaaloverdracht kan worden bereikt door laagfrequente modulatie toe te voegen via het modem bij de hoogfrequente aandrijfspanning.

Nauwkeurige positioneringstoepassing van piëzo-elektrische keramische platen in industriële controleprocessen. Na de ontdekking van het piëzo-elektrische effect diende piëzo-elektrische keramiek eerst als een elektro-akoestisch of akoestisch apparaat, en er zijn veel toepassingen, zoals akoestische sensoren en schoksensoren. Ze worden over het algemeen gebruikt op het gebied van het meten van trillingen, schudden, enzovoort. Er zijn geen volwassen toepassingen voor nauwkeurige positiemeting. industriële apparatuur in motion control-doeken, voor uiterst nauwkeurige positiecontrole zijn de beste sensoronderdelen verschillende encoders, die niet alleen gemakkelijk een nauwkeurigheid van 0,01 mm of zelfs micron kunnen bereiken, maar ook positiegegevens kunnen verzamelen tijdens het hele bewegingsproces. De vlieg is echter dat het duur is. Gewone optische sensoren zijn over het algemeen samengesteld uit rode LED's en fototransistoren, die elk een spleet van een bepaalde breedte gebruiken om de grootte van de uitgezonden en ontvangen bundels te beperken. Daarom bepalen de transmissiekarakteristieken van de lichtgevoelige buis en de grootte van de straal direct de nauwkeurigheid van de sensor.

Onder de eis van hoge precisie is het detectieresultaat gewoon piëzo-keramische plaattransducer is extreem wazig. Zelfs na digitale vormgeving kunnen we, vanwege de invloed van de drift van het werkpunt en de externe omgevingsinterferentie, geen stabiele herhaalde detectieresultaten verkrijgen. Daarom worden dergelijke optische sensoren in het algemeen gebruikt voor nauwkeurigheidseisen van 0,5 mm of minder die vereist zijn voor algemene mechanische positionering. Om zich aan te passen aan de nauwkeurigheid van de stappenmotor van 0,1 mm of meer, is het theoretisch vereist om de spleetbreedte verder te verkleinen. Eigenlijk is het een te kleine spleetbreedte. Het lichtgevoelige apparaat zal niet in staat zijn voldoende lichtstroom te verkrijgen, zodat de lichtgevoelige buis niet kan worden ingeschakeld en dus de beweging van het obstakel niet kan worden gedetecteerd. Andere elektromagnetische inductiesensoren, zoals naderingsschakelaars en hall-sensoren, vereisen bewegend metaal of ferromagnetische materialen om het detectieoppervlak te naderen. In het bereik van een bepaalde afstand wordt het resulterende tussenniveau bevestigd als de flip-status. Het bereik van deze afstand is echter relatief vaag en willekeurig, en de reproduceerbaarheid van de testresultaten zal ook worden beïnvloed door factoren zoals de specifieke circuitomstandigheden, de omgeving en de responsvertraging, zodat deze niet kan worden gebruikt voor de controle van uiterst nauwkeurige positionering. Om deze redenen is positionering op bijna micronniveau tot nu toe bijna niet-encoders geweest, en apparaten die dergelijke precisieniveaus kunnen gebruiken zijn over het algemeen goedkoop, ongeacht de kostprijs van de sensor. Goedkope stappenmotoren bieden echter voldoende aandrijfnauwkeurigheid, zoals de slechtste staphoek van 1,8 graden, die kan worden verkregen met een ruwere spindelaandrijving (10 mm/360*1,8=). De regelprecisie van 0,5 mm, in het goedkope elektromechanische systeem dat bestaat uit een stappenmotor, hoe de positieregeling van de sensor kan worden gerealiseerd, die goedkoop is en de nauwkeurigheid van de stappenmotor kan evenaren. Door het piëzo-elektrische keramische stuk bij de impact te gebruiken, is een goedkope en nauwkeurige oplossing voor positiecontrole mogelijk. Hieronder vindt u een toepassingsplan. Om de haalbaarheid en implementatiemethoden ervan te verduidelijken. Stel dat het werkplatform start vanaf de beginpositie, zich over een bepaalde afstand beweegt en vervolgens terugkeert naar de beginpositie om een ​​werkcyclus te voltooien. Hier wordt gebruik gemaakt van een stappenmotoraandrijving, met de juiste startversnelling en remvertraging om de kleinst mogelijke uitwijking te garanderen, zodat elke nauwkeurige positionering van het werkplatform alleen kan worden bereikt door de open-lusregeling van de stappenmotor. Het installeren van het piëzo-elektrische onderdeel op de startpuntpositie levert niet alleen de initiële referentiepositie voor het systeem op, maar maakt ook het toenemende verlies van uit de hand gelopen problemen, wanorde enz. tijdens het rijproces mogelijk door elke werkcyclus van het platform terug te zetten naar de resetpositie. Zorg ervoor dat elke werkcyclus op de exacte resetpositie begint. Hoewel het elektrische signaal van de resetsensor wordt gegenereerd door een mechanische impact, kan de impact niet-destructief worden gemaakt door de volgende maatregelen: (1) Impact bij lage snelheid: wanneer de beweging de resetpositie nadert, wordt de snelheid verlaagd, wat bekend staat als de slag. De versnellings- en vertragingsbewegingsbesturing kan worden gerealiseerd. In het geval van een onbekende reis kunt u de hele slow motion behouden om de resetpositie te benaderen; (2) Impactbuffer: het impactelement wordt voorzien van rubber of veer om te bufferen, waardoor de juiste voorspanning wordt aangepast, die kan worden verkregen voordat het dempingselement duidelijk wordt vervormd. Het elektrische signaal dat op de uitgang valt, het dempende effect, verminderen de stijfheid van de impact en verlengen de levensduur van de sensor. Wanneer het systeem niet meer onder controle is, kan, afhankelijk van of de motor al dan niet geblokkeerd is, de volgende meting worden uitgevoerd om overtoeren te voorkomen. (1) Harde blokkering: wanneer het motoraandrijfsysteem mag blokkeren, waarbij de stijve mechanische limiet wordt gebruikt om de voortdurende beweging te beperken na botsing met de piëzo-elektrische keramiek; (2) Flexibele kruising: als de blokkering niet wordt toegestaan, gebruik dan veer/schudden. Een mechanisme zoals een staaf wordt geladen met een hamer. Wanneer het uit de hand loopt, kan het mechanisme over de sensor bewegen, blijft het platform vooruit bewegen en wordt een nooduitschakelschakelaar toegevoegd om de overeenkomstige stroombron af te sluiten, of een andere maatregel om de abnormale werking te beëindigen.