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料位開關中壓電陶瓷的最佳預緊力

2015-03-21

  在振動式物位開關中,其核心部件是由壓電器件組成的驅動和檢測單元。驅動部分通常由幾片壓電陶瓷疊堆在一起,結構上采取機械上串聯、電學上並聯的形式。這種方式使得壓電陶瓷片可以做得很薄,降低驅動電壓,並增加驅動器的位移,在采用螺栓預緊的情況下,可以提供相當大的驅動力;檢測單元一般由一片壓電陶瓷組成,用來感知料位計振動的強度。驅動片和檢測片通常用螺栓進行預緊固定裝配在一起的。

  深圳AG亚游电游自動化技術有限公司經過多次實驗研究發現,給壓電器件施加不同的預緊力對其振動特性有較大的影響。隨著預緊力的增大,驅動體工作頻率隨著力矩的增大呈線性增大趨勢,當預緊力矩達到一定值時,工作頻率又隨著力矩的增大而變小。同時,隨著螺栓擰緊力矩的增大,壓電陶瓷片的靜態電容先是減小,當減小到一定值時,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,在進行壓電器件的裝配時,可以方便地找到較合適的預緊力,使壓電陶瓷組的靜態電容達到(1~1.05)C0時的預緊力為最佳的。預緊力太小,壓電陶瓷輸出的驅動力較小;預緊力過大,會影響壓電陶瓷的振動,且壓電片容易破碎。這類似於彈簧,對彈簧的預緊力過大或過小,都不能使彈簧處在最佳的彈性工作狀態。在進行壓電器件的裝配時,預緊前,首先應用數字電橋電容表測出壓電陶瓷片的靜態電容C0,再慢慢對壓電陶瓷片進行預緊,並注意觀察其靜態電容的變化,當電容值達到(1~1.05)C0範圍內時,這時預緊力達到最佳。

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(深圳AG亚游电游自動化技術有限公司研發中心2015年3月21日發布)


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