Основний принцип дії та характеристики багатошарового п’єзоелектричного керамічного трансформатора

Застосування зворотного п'єзоелектричного ефекту в основному використовується для п'єзоелектричних зумерів, таких як музичні картки, дверні дзвінки, пейджери. Основний принцип роботи полягає в тому, що коли змінне електричне поле прикладається до п’єзоелектричного керамічного листа, п’єзоелектричний керамічний лист генерує відповідну деформацію або вібрацію, а коли частота вібрації знаходиться в звуковому діапазоні, випромінюється відповідний звук.

Основна структура п’єзоелектричного керамічного трансформатора полягає в поєднанні застосування п’єзоелектричного зумера із застосуванням п’єзоелектричного запальника для формування п’єзоелектричного резонатора. На одному кінці зумера (так званому кінці приводу) генерується синусоїдальна змінна напруга, яка узгоджується з резонансною частотою п’єзоелектричного трансформатора. П’єзоелектричний резонатор генерує вібрацію та передається на один кінець запальника (так званий кінець, що генерує електроенергію), у результаті чого безперервна синусоїдальна напруга залежить від структурних характеристик п’єзоелектричного трансформатора та може бути низькою вхідною напругою, високою напругою на виході (підвищувальний тип) або високою напругою на вході, низькою напругою на виході (понижуючий тип). Передача сигналу може бути досягнута шляхом додавання низькочастотної модуляції через модем до високочастотної напруги приводу.

Застосування п’єзоелектричних керамічних листів із точним позиціонуванням у процесі промислового контролю. Після відкриття п’єзоелектричного ефекту п’єзоелектрична кераміка спочатку слугувала електроакустикою або акустичним пристроєм, і існує багато застосувань, таких як акустичні датчики та датчики удару. Зазвичай вони використовуються для вимірювання вібрації, струсу тощо. Немає розвинутих програм для точного вимірювання положення. промислове обладнання в рушниках для контролю руху, для високоточного контролю положення найкращими частинами датчика є різні кодери, які можуть не тільки легко досягти точності 0,01 мм або навіть мікрона, але також можуть збирати дані про положення в усьому процесі руху. Однак муха в тому, що це дорого. Звичайні оптичні датчики, як правило, складаються з червоного світлодіода та фототранзисторів, у кожному з яких використовується щілина певної ширини для обмеження розміру випромінюваного та прийнятого променів. Тому характеристики пропускання фоточутливої ​​трубки і розмір променя безпосередньо визначають точність датчика.

Згідно з вимогою високої точності, результат виявлення звичайний п'єзокерамічний пластинчастий перетворювач надзвичайно нечіткий. Навіть після цифрового формування через вплив дрейфу робочої точки та втручання зовнішнього середовища ми не можемо отримати стабільні результати повторного виявлення. Тому такі оптичні датчики зазвичай використовуються для вимог точності 0,5 мм або менше, необхідних для загального механічного позиціонування. Для адаптації до точності крокового двигуна 0,1 мм або більше, теоретично необхідно ще більше зменшити ширину щілини. Насправді це занадто мала ширина щілини. Світлочутливий пристрій не зможе отримати достатній світловий потік, тому фоточутливу трубку не можна буде ввімкнути, а отже, рух перешкоди неможливо виявити. Інші датчики електромагнітної індукції, такі як безконтактні перемикачі та датчики Холла, вимагають рухомого металу або феромагнітних матеріалів, щоб наблизитися до сенсорної поверхні. У діапазоні певної відстані отриманий проміжний рівень підтверджується як перевернутий стан. Однак діапазон цієї відстані є відносно невизначеним і випадковим, і на відтворюваність результатів тесту також впливатимуть такі фактори, як конкретні умови схеми, навколишнє середовище та затримка відповіді, тому його не можна використовувати для керування високоточним позиціонуванням. З цих причин позиціонування з точністю близько мікрона досі майже не використовувалося в кодувальниках, і пристрої, які можуть використовувати такі рівні точності, як правило, недорогі, незалежно від фактора вартості датчика. Однак недорогі крокові двигуни забезпечують достатньо високу точність приводу, наприклад, найгірший кут кроку 1,8 градуса, який можна отримати за допомогою грубішого ходового гвинта (10 мм/360*1,8=). Точність керування 0,5 мм у дешевій електромеханічній системі, що складається з крокового двигуна, як реалізувати контроль положення датчика, який є дешевим і може відповідати точності крокового двигуна. Використання п’єзоелектричної керамічної деталі в ударному потенціалі дозволяє створити недороге та точне рішення для контролю положення. Нижче наведено план застосування. З'ясувати його доцільність і методи реалізації. Припустимо, що робоча платформа починає з початкового положення, переміщається на задану відстань, а потім повертається у вихідне положення для завершення робочого циклу. Тут використовується привід крокового двигуна з правильним стартовим прискоренням і уповільненням гальмування для забезпечення найменшого можливого відхилення від кроку, так що будь-яке точне позиціонування робочої платформи може бути досягнуто лише за допомогою керування кроковим двигуном у відкритому контурі. Встановлення п’єзоелектричної деталі в початкове положення не тільки забезпечує початкове базове положення для системи, але також дозволяє накопичувати втрату виходу з-під контролю, розладу тощо під час руху, повертаючи кожен робочий цикл платформи в положення скидання. Початок кожного робочого циклу з точної позиції скидання. Хоча електричний сигнал датчика скидання генерується механічним ударом, удар можна зробити неруйнівним за допомогою таких заходів: (1) Удар на низькій швидкості: коли рух наближається до положення скидання, швидкість сповільнюється, що називається ходом. Може бути реалізовано керування рухом прискорення та уповільнення. У разі невідомого руху ви можете продовжувати весь уповільнений рух, щоб наблизитися до положення скидання; (2) Ударний буфер: ударний елемент додається гумою або пружиною до буфера, регулюючи відповідне попереднє натяг, яке можна отримати до того, як амортизаційний елемент явно деформується. Електричний сигнал, який б'є на вихід, амортизуючий ефект знижує жорсткість удару і продовжує термін служби датчика. Коли система вийде з-під контролю, залежно від того, заблокований двигун чи ні, можна виконати наступне вимірювання, щоб уникнути виникнення розгону. (1) Жорстке блокування: коли системі приводу двигуна дозволено блокуватися, використовуючи жорстке механічне обмеження для обмеження подальшого руху після удару по п’єзоелектричній кераміці; (2) Гнучке перехрещення: у разі неможливості блокування використовуйте пружину/струсування Механізм, наприклад стрижень, навантажується молотком. Коли він вийде з-під контролю, механізм може рухатися через датчик, платформа продовжує рухатися вперед, і додається вимикач аварійного відключення, щоб відключити відповідне джерело живлення, або інші вимірювання, щоб припинити ненормальну роботу.