d33 parameter test enhet design av piezo keramikk

Denne designen bruker en enkeltbrikke mikrodatamaskin som kontroll- og parameterberegningskrets. Signalgeneratoren sender ut et kontinuerlig analogt eksitasjonsfrekvenssveipsignal, som påføres den piezoelektriske keramikken, som oppdager spenningen og strømamplituden til det analoge signalet, konverterer det til et digitalt signal og sender det til mikrokontrolleren. Målespenningen Det nåværende systemet, frekvens-resonans- og anti-resonansfrekvensparametere beregnes for å få systemfunksjonsprogrammet, inkludert ekstern datainnsamling, magnetiseringssignalinnsamling, resonans- og antiresonansfrekvensberegning, d33-parameterberegning, feilstatusbehandling og alarm, etc. Eksitasjonssignalet sendes ut av magnetiseringskretsen og deteksjonskretsen. Frekvensen til eksitasjonssignalet er fra 35 til 45 kHz. Resonans fr og anti-resonans frekvens fa på piezokeramiske sylinderomformere oppnås gjennom frekvenssveipingsprogrammet. Forholdet mellom motstand R, induktans L, kapasitans C og spenning og strøm kan brukes til å oppnå d33 av piezoelektrisk keramikk i henhold til formelen.

Strukturelt diagram av trykkjusteringsdelen. Systemmaskinvaren består av enkeltbrikkes trykkdeteksjon og justering, frekvenssveipesignalutgang og resonansfrekvensberegning. Trykkjusteringsseksjonen sammenligner med trykksignalet med den innstilte verdien for å bestemme forover- og bakoverdriftsstatusen til motoren.

Arbeidsprosessen er som følger en enkeltbrikke datamaskinenhet trykkdeteksjon og justering-frekvens sveipe signal utgang og resonans frekvens deteksjon beregning, for å oppnå beregningen av d33. For å forbedre målenøyaktigheten, velge frekvensen 35 ~ 45kHz utgang fra signalgeneratoren for datamåling, konvertering og opptak, og til slutt beregne d33. Tre ukjente R, L og C i ligningen kan oppnås (hovedsakelig C parametere) Den spesifikke verdien av d33 beregnes for å oppnå den piezoelektriske tøyningskonstanten d33.

Testkretsen bruker overføringslinjemetoden. Fordi kapasitansen til lager piezoelektrisk keramikk i seg selv er liten, forholdet mellom den distribuerte kapasitansen og den frie kapasitansen Cr til armaturet og testsystemet bør ikke være større enn 1/10, ellers må testresultatene korrigeres. Metoden krever d33 for å teste de geometriske dimensjonene til prøven som følger: forholdet mellom lengden L og bredden W på det plateformede keramiske arket, det vil si L / W> 5, for å sikre en enkelt lengde på det plateformede piezokeramiske arket i en modus for å strekke vibrasjoner og unngå interferens av testresultatene. ellers vil parasittiske topper vises i resonanskurven, noe som gjør det vanskelig å bestemme resonansfrekvensen. Kjent prøvemateriale bulkdensitet ρ (kg / m3), fri kapasitans CT (F) (inkludert de totale statiske og dynamiske kapasitansverdiene til den platelignende piezokeramiske platen målt ved lav frekvens C ,, C og C, som er C. + C₁.), Lengde L (mm), tykkelse d (mm), ² elektro-området (mm), tykkelse d (mm), tykkelse d (mm). resonansfrekvensen fs (Hz) av prøven detekteres ved å legge til et sveipende eksitasjonssignal, og den parallelle resonansfrekvensen fp (Hz) for å beregne d33-verdien. I beregningen av d33 kreves det at tid og frekvens er nøyaktig. På grunn av nøyaktig måling av fs og fp. Det er vanskelig, så du kan referere til den V-formede nettverksoverføringsmetoden for å måle den maksimale resonansfrekvensen og antiresonansfrekvensen. Her kan fs og fp erstattes med fr og fa.

Testeksperiment og analyse

To grupper av L * B * d med 5 H hver på 20 mm x 5 mm x 1 mm og 60 mm x 5 mm x 1 mm piezoelektrisk keramikk som skulle testes, ble påført med et gitt trykk på 0,5 N for testeksperimenter. Den tilsvarende d33 oppnås ved å detektere og beregne parametrene (R, L, c piezo-c.) Testfrekvenssignalet (35 ~ 45 kHz) som brukes i deteksjonsprosessen, justeres for signalfrekvens hvert lo s, som er (40 ± 0,5 × n) kHz. Enkeltbrikke-mikrodatamaskinen sampler og innhenter strøm- og spenningsverdiene til eksitasjonssignalene med forskjellige frekvenser, og oppdager og beregner R, L, C og d33.

D33 parametertestberegningen av prøven som skal testes sammenlignes med testen ved bruk av et standard d33 parametermåleinstrument. Resultatene viser at området mellom maksimums- og minimumsverdiene for testresultatene er stabilt innenfor et akseptabelt område, og feilen er mindre enn 5 % sammenlignet med verdien oppnådd av standardtesteren. Parametrene (R, L, C) til den piezokeramiske brikken oppnådd fra den faktiske deteksjonen er i god overensstemmelse med parametrene målt av standard måleinstrument, som effektivt forbedrer testeffektiviteten og gir betingelser for den påfølgende online målealgoritmen og enhetsdesign.