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料位開(kāi)關(guān)中壓電陶瓷的最佳預(yù)緊力

2015-03-21

  在振動(dòng)式物位開(kāi)關(guān)中,其核心部件是由壓電器件組成的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)單元。驅(qū)動(dòng)部分通常由幾片壓電陶瓷疊堆在一起,結(jié)構(gòu)上采取機(jī)械上串聯(lián)、電學(xué)上并聯(lián)的形式。這種方式使得壓電陶瓷片可以做得很薄,降低驅(qū)動(dòng)電壓,并增加驅(qū)動(dòng)器的位移,在采用螺栓預(yù)緊的情況下,可以提供相當(dāng)大的驅(qū)動(dòng)力;檢測(cè)單元一般由一片壓電陶瓷組成,用來(lái)感知料位計(jì)振動(dòng)的強(qiáng)度。驅(qū)動(dòng)片和檢測(cè)片通常用螺栓進(jìn)行預(yù)緊固定裝配在一起的。

料位開(kāi)關(guān)中壓電陶瓷的最佳預(yù)緊力

  深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),給壓電器件施加不同的預(yù)緊力對(duì)其振動(dòng)特性有較大的影響。隨著預(yù)緊力的增大,驅(qū)動(dòng)體工作頻率隨著力矩的增大呈線性增大趨勢(shì),當(dāng)預(yù)緊力矩達(dá)到一定值時(shí),工作頻率又隨著力矩的增大而變小。同時(shí),隨著螺栓擰緊力矩的增大,壓電陶瓷片的靜態(tài)電容先是減小,當(dāng)減小到一定值時(shí),隨著擰緊力矩的增大,又逐漸增大。利用壓電陶瓷的這種電特性,在進(jìn)行壓電器件的裝配時(shí),可以方便地找到較合適的預(yù)緊力,使壓電陶瓷組的靜態(tài)電容達(dá)到(1~1.05)C0時(shí)的預(yù)緊力為最佳的。預(yù)緊力太小,壓電陶瓷輸出的驅(qū)動(dòng)力較小;預(yù)緊力過(guò)大,會(huì)影響壓電陶瓷的振動(dòng),且壓電片容易破碎。這類似于彈簧,對(duì)彈簧的預(yù)緊力過(guò)大或過(guò)小,都不能使彈簧處在最佳的彈性工作狀態(tài)。在進(jìn)行壓電器件的裝配時(shí),預(yù)緊前,首先應(yīng)用數(shù)字電橋電容表測(cè)出壓電陶瓷片的靜態(tài)電容C0,再慢慢對(duì)壓電陶瓷片進(jìn)行預(yù)緊,并注意觀察其靜態(tài)電容的變化,當(dāng)電容值達(dá)到(1~1.05)C0范圍內(nèi)時(shí),這時(shí)預(yù)緊力達(dá)到最佳。
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(深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2015年3月21日發(fā)布)


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