d33 параметр тестового пристрою конструкція п'єзокераміки

У цій конструкції використовується однокристальний мікрокомп'ютер як схема керування та розрахунку параметрів. Генератор сигналів видає безперервний аналоговий сигнал розгортки частоти збудження, який подається на п’єзоелектричну кераміку, яка виявляє напругу та амплітуду струму аналогового сигналу, перетворює його в цифровий сигнал і надсилає на мікроконтролер. Вимірювальна напруга Поточна система, параметри частотно-резонансної та антирезонансної частоти обчислюються для отримання функціональної програми системи, включаючи зовнішнє отримання даних, отримання сигналу збудження, обчислення резонансної та антирезонансної частоти, обчислення параметра d33, обробку стану несправності та сигналізацію тощо. Сигнал збудження та вихід схеми виявлення генератором сигналів. Частота сигналу збудження від 35 до 45 кГц. Резонансна fr і антирезонансна частота fa П'єзокерамічний циліндровий перетворювач отримано за допомогою програми частотної розгортки. Співвідношення між опором R, індуктивністю L, ємністю C і напругою і струмом можна використовувати для отримання d33 п'єзоелектричної кераміки за формулою.

Структурна схема частини регулювання тиску. Апаратне забезпечення системи складається з виявлення та регулювання тиску на одній мікросхемі, вихідного сигналу розгортки частоти та розрахунку резонансної частоти. Секція регулювання тиску порівнює сигнал тиску з установленим значенням для визначення стану прямого та зворотного ходу двигуна.

Робочий процес полягає в наступному: однокристальний комп’ютерний блок виявляє тиск і видає вихідний сигнал розгортки частоти налаштування та обчислює виявлення резонансної частоти, щоб отримати обчислення d33. Для того, щоб підвищити точність вимірювання, виберіть вихідну частоту 35 ~ 45 кГц генератором сигналів для вимірювання, перетворення та запису даних і, нарешті, обчисліть d33. У рівнянні можна отримати три невідомі R, L і C (головним чином параметри C). Конкретне значення d33 розраховується для отримання постійної п’єзоелектричної деформації d33.

Випробувальна схема використовує метод лінії передачі. Оскільки ємність в П'єзоелектрична кераміка сама по собі невелика, відношення розподіленої ємності до вільної ємності Cr приладу та тестової системи не повинно перевищувати 1/10, інакше результати тестування повинні бути виправлені. Метод вимагає d33 для перевірки геометричних розмірів зразка наступним чином: відношення довжини L до ширини W пластинчастого керамічного листа, тобто L / W> 5, щоб забезпечити єдину поздовжню довжину пластинчастого п’єзокерамічного листа в режимі вібрації розтягування та уникнення інших. Вплив режиму вібрації на результати випробувань; інакше на резонансній кривій з’являться паразитні піки, що ускладнить визначення резонансної частоти. Відома насипна щільність матеріалу зразка ρ (кг/м3), вільна ємність CT (F) (включаючи значення загальної статичної та динамічної ємності пластинчастої п’єзокерамічної пластини, виміряної на низькій частоті C ,, C і C, що дорівнює C. + C₁.), довжина L (мм), товщина d (мм), ширина W (мм), площа електрода зразка S (мм²), частота послідовного резонансу fs (Гц) зразка виявляється шляхом додавання розгортого сигналу збудження та паралельної резонансної частоти fp (Гц), щоб обчислити значення d33. При обчисленні d33 час і частота повинні бути точними. Завдяки точному вимірюванню fs і fp. Це важко, тому ви можете звернутися до V-подібного методу передачі мережі для вимірювання максимальної резонансної частоти та антирезонансної частоти. Тут fs і fp можна замінити на fr і fa.

Тестовий експеримент і аналіз

Дві групи L * W * d з 5 H кожна з 20 мм x 5 мм x 1 мм і 60 мм x 5 мм x 1 мм п’єзоелектричної кераміки для тестування були застосовані з заданим тиском 0,5 Н для тестових експериментів. Відповідний d33 отримано шляхом виявлення та розрахунку параметрів (R, L, C) п’єзоелектричного керамічного листа. Сигнал тестової частоти (35 ~ 45 кГц), застосовуваний у процесі виявлення, коригується відповідно до частоти сигналу кожні lo s, яка становить (40 ± 0,5 × n) кГц. Однокристальний мікрокомп'ютер відбирає і отримує значення струму і напруги сигналів збудження різних частот, а також виявляє і обчислює R, L, C і d33.

Тестовий розрахунок параметра d33 зразка, що підлягає тестуванню, порівнюється з тестом за допомогою стандартного вимірювального приладу параметра d33. Результати показують, що діапазон між максимальним і мінімальним значеннями результатів тесту є стабільним у прийнятному діапазоні, а похибка становить менше 5% порівняно зі значенням, отриманим стандартним тестером. Параметри (R, L, C) п’єзокерамічного чіпа, отримані в результаті фактичного виявлення, добре узгоджуються з параметрами, виміряними стандартним вимірювальним приладом, що ефективно покращує ефективність тестування та забезпечує умови для подальшого онлайн-алгоритму вимірювання та конструкції пристрою.