歡迎來哈爾濱芯明天科技有限公司!我們將為您提供到位的服務!
首頁 > 技術文章 > 壓電陶瓷剛度

壓電陶瓷剛度

更新時間: 2021-02-07

壓電陶瓷可以被描述成具有恒定剛度系數的機械彈簧。剛度對于壓電陶瓷的諧振頻率和出力特性起著非常重要的作用。

陶瓷剛度與它的橫截面積A成正比,陶瓷剛度隨著陶瓷長度L0的增加而降低。

例:橫截面積5×5mm2,長度為9mm的剛度為

橫截面積不變,長度變為18mm,剛度則變為60N/µm。如果致動器的橫截面積為10mm×10mm,長為18mm時,則剛度值為240N/μm。

但是以上的公式不能*反饋實際情況,因為剛度還取決于如何使用(動態、靜態操作),環境(負載、供電參數、小信號或大信號操作),這樣可以改變兩個或者更多的因素,因此這時候的公式僅能粗略的給出預期的性能。

然而實際情況下剛度還受到其他方面因素的影響,比如電極是如何連接的。如果電極沒有連接,那么能量沒有辦法消耗,這時候剛度具有大值。

 

A 短路連接                B開路連接

如一個10mm×10mm×20mm的壓電陶瓷電極未短路時,剛度值約為450N/µm,而電極短路后,剛度值約為200N/µm。這是因為機械的壓力會產生電荷負載,在電極短路時,電荷可以流動,從陶瓷塊中消除。而在開路的情況下電荷保持在陶瓷中積累,機械操作使得電極處產生電壓,這個相當于壓電陶瓷內部產生了電場,這個電場使得壓電陶瓷穩定,阻礙其壓縮,因此開路時剛度較大。

結論:

A方式引線短接,相當于電壓控制,機械產生的電荷相對流動來保持壓電陶瓷兩端的電壓恒定,電荷被消耗。

B方式引線開路,理論上相當于電荷或電流控制,機械力產生的電荷存留在壓電陶瓷內,壓電陶瓷電壓隨著負載力的變化而變化。 

開路電流控制的優勢主要在于動態位移控制。

更大的系統剛度可以通過閉環位置控制獲得,相較于閉環控制,開路電流控制的響應速度更快。

封裝壓電陶瓷的剛度

參數表里的剛度數值是移動端受力損失的位移,通過移動端或前端殼體外螺紋與外部機械結構連接后,整體的剛度降低,因為力的傳輸包括了陶瓷和殼體,在理論分析時需要將這一點考慮進去。

系統整體的剛度取決于所有的機械部分:比較弱的點經常是設計中連接結合點。

放大機構促動器的剛度

機構放大式結構促動器整體的剛度會降低。

出力約為壓電陶瓷出力的1/n,整體的剛度降低到大約1/(n×n) (基于陶瓷的原始參數),n為機構放大倍數。

**參數表里的剛度數值是小信號電壓控制下測得的,一定要注意剛度有±20%的公差,參數表里的數值用于理論分析。

 

 

全國統一客服電話:

17051647888

地址:黑龍江省哈爾濱市南崗區學府路191號創業孵化產業園I2棟1層
聯系人:楊先生
手機號碼:17051647888
固定電話:0451-86268790

哈爾濱芯明天科技有限公司(www.654389.com)主營:壓電促動器,壓電移相器,壓電快反鏡,快速刀具定位器

哈爾濱芯明天科技有限公司 版權所有  ICP備案號:黑ICP備16009173號-2 管理登陸 技術支持:儀表網  網站地圖

国产精品久久久久久久久久久久冷