Cov converters no koom rau ib pawg ntawm cov tshuab hluav taws xob, lawv yog raws li cov khoom siv hluav taws xob sib xyaw ua ke. Yog li ntawd, kev sib raug zoo hauv qab no yog qhov txawv: Q=d P. Hauv qhov no, d yog lub piezoelectric modulus, thiab P yog lub zog. Raws li txoj cai, cov khoom siv yog quartz, tourmaline, annealing mixs, barium, txhuas. Txhawm rau tsim lub piezoelectric transducer, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum siv cov qauv thauj khoom: compression, khoov, shear, nro.
Drect thiab thim rov qab piezoelectric effect
Cov txiaj ntsig ncaj qha yog tus cwj pwm los ntawm cov hauv qab no: cov khoom siv crystalline siv los ua ib lub lattice vim raug them ions teem rau hauv ib qho kev txiav txim. Nyob rau hauv tus txheej txheem, dissimilar hais alternate thiab mutually compensate, ua rau hluav taws xob neutrality. Crystals muaj cov yam ntxwv uas qhia raws li hauv qab no:
- symmetry nrog kev hwm rau lub axis;
- xav txog qhov kev pom yav dhau los, lub lattice tshwm nrog ions uas hloov pauv thiab them rov qab.
Yog cov khoom siv hauv cov txheej txheem raug xa mus rau lub zog Fx, ces nwsyog deformed, qhov kev ncua deb ntawm qhov zoo thiab tsis zoo nqi hloov, thiab cov kev taw qhia nyob rau hauv lub muab axis yog electrified. Tag nrho cov no yog qhia nyob rau hauv lub mis q=d11Fx thiab yog proportional to force. Cov coefficient yog txuam nrog cov khoom thiab nws lub xeev, nws muaj ib lub npe - lub piezoelectric module. Index yog txiav txim siab los ntawm lub zog thiab ntug, tab sis yog tias koj hloov cov kev taw qhia, cov nyhuv yuav txawv.
Lub piezoelectric transducer nyob rau hauv cov txheej txheem ncaj qha electrifies cov muaju nyob rau hauv lub zog ntawm sab nraud quab yuam. Cov nyhuv no tshwm sim nyob rau hauv kev cuam tshuam ntawm cov khoom siv hluav taws xob. Yuav kom ntsuas ntsuas, koj yuav xav tau quartz siv lead ua. Ntawd yog, lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm piezoelectric transducer yog raws li nram no: nrog rau cov nyhuv ncaj qha, qhov kev txiav txim yog nqa los ntawm mechanics, thiab nrog rau qhov thim rov qab, muaju yog deformed.
Cov teebmeem piezo ntxiv
Crystal tuaj yeem polarized thaum lub phaj raug quab yuam ntawm X, Y axes. tsis muaj nqi. Lub quartz siv lead ua yog nyob rau ntawm peb lub koom haum axes. Txhawm rau siv piezoelectric transducers, nws yog ib qho tsim nyog yuav tau txiav ib lub phaj uas qhia txog cov nyhuv. Nws muaj cov lus piav qhia hauv qab no:
- siab zog;
- voltage tso cai mus txog 10 8 N /m 2, yog li loj ntsuas tau ua tau;
- rigidity thiab elasticity;
- kev sib txhuam tsawg tsawg hauv;
- stability,uas tsis hloov;
- Qhov zoo tshaj plaws ntawm cov khoom tsim.
Quartz daim hlau tsuas yog siv rau hauv cov khoom siv hluav taws xob uas ntsuas siab thiab quab yuam. Muab lub hardness ntawm cov khoom, nws yog ib qho nyuaj rau txheej txheem, yog li ib tug yooj yim qauv yog tsim los ntawm nws. Lub modulus yog qhov tsis tu ncua ntawm qhov kub thiab txias. Yog hais tias nws nce, ces nyob rau hauv cov ntaub ntawv no muaj ib tug txo nyob rau hauv lub module. Cov khoom piezoelectric ploj ntawm 573 degrees Celsius.
Kev piav qhia ntawm cov cuab yeej thiab ntsuas ntsuas
Piezoelectric siab transducer muaj cov qauv hauv qab no:
- membrane, uas yog hauv qab ntawm rooj plaub;
- txheej txheej yog av, thiab nruab nrab yog insulated nrog quartz;
- daim hlau muaj kev tiv thaiv siab, txuas nrog rau qhov sib luag;
- cov ntawv ci thiab cov tub ntxhais sab hauv ntawm lub cable yog fastened nyob rau hauv ib lub qhov kaw los ntawm lub hau.
Lub zog tso zis tsawg kawg nkaus, hauv qhov no, lub suab nrov nrog lub zog loj yog muab. Qhov tseem ceeb, qhov voltage nyob ntawm lub capacitance ntawm input circuit. Cov yam ntxwv ntawm lub transducer qhia rhiab heev thiab capacitance. Yeej, qhov no yog tus nqi thiab cov cuab yeej ntsuas tus kheej. Yog hais tias xam tag nrho, ces cov zis hluav taws xob hauv qab no yuav tau txais: Sq =q/F los yog Uxx=d11 F/Co.
Txhawm rau nthuav dav ntau zaus, nws yog qhov yuav tsum tau nce qhov ntsuas qis ntawm qhov ntsuas mus rau lub sijhawm tsis tu ncua. Nws yog ib qho yooj yim ua qhov no los ntawm kev qhibcapacitors uas nyob rau hauv parallel nrog cov cuab yeej. Hauv qhov no, txawm li cas los xij, qhov tso zis hluav taws xob yuav txo qis. Qhov kev tawm tsam uas tau nce ntxiv yuav nthuav dav qhov ntau yam tsis muaj kev poob siab. Tab sis txhawm rau ua kom nws nce, txhim kho kev sib cais zoo thiab lub suab nrov nrog cov tswv yim ua haujlwm siab yog xav tau.
Kev piav qhia ntawm kev ntsuas Circuit Court
Tshwj xeeb thiab qhov chaw tiv thaiv tau txiav txim siab lawv tus kheej, thiab cov khoom tseem ceeb rau quartz yog siab dua, yog li cov piezoelectric transducer yuav tsum tau muab kaw. Yog li ntawd, qhov zoo yog txhim kho thiab qhov chaw tiv thaiv los ntawm ya raws thiab av. Kev ntsuas ntsuas hluav taws xob tau tsim los ua cov khoom siv hluav taws xob siab, uas tau ua raws li qhov cuam tshuam ntawm cov khoom siv hluav taws xob tso tawm theem thiab lub tshuab hluav taws xob tsis hloov pauv nrog cov cuab yeej ua haujlwm. Voltage yog muab rau cov tswv yim thiab cov zis.
Txawm li cas los xij, qhov qub piezoelectric transducer no muaj qhov tsis zoo:
- kev vam khom ntawm cov zis voltage thiab rhiab heev nyob rau hauv kev sib raug rau lub ntim sensor;
- tsis muaj peev xwm hloov pauv vim qhov kub thiab txias.
Qhov voltage ntawm lub amplifier thiab qhov rhiab heev yog txiav txim siab los ntawm qhov kev tso cai yuam kev, yog tias cov ntim ruaj khov suav nrog C1. Formula: ys=(ΔCo + ΔCk)/(Co+Ck+C1). Tom qab kev hloov pauv peb tau txais: S=Ubx/F. Yog hais tias tus coefficient nce, feem, thiab cov variables nce. Kev ntsuas Circuit Court yog yam ntxwv los ntawm:
- ncua sij hawm tsis tu ncua;
- resistance R yog txiav txim siab los ntawm kev nkag siab, kev sib cais ntawm cov sensors, cables, thiab R3;
- MOS transistors muaj zog dua li cov khoom siv hauv teb tab sis muaj suab nrov;
- R3 stabilizes qhov voltage, nws tus nqi raug xam raws li ~ 1011 Ohm.
Kev txheeb xyuas qhov hloov pauv kawg, peb tuaj yeem xav tias cov kab sijhawm tas li yog raws li hauv qab no: t ≦ 1c. Cov cuab yeej siv niaj hnub no tuaj yeem siv piezoelectric sensors nrog voltage amplifiers kom them.
Device Advantages
Lub piezoelectric transducer muaj qhov zoo hauv qab no:
- easy structural los ua ke;
- dimensions;
- reliability;
- hloov pauv ntawm cov tshuab hluav taws xob rau hauv hluav taws xob;
- ntsuas ntsuas tau sai.
Thaum cov khoom siv xws li quartz, uas nyob ze rau lub xeev zoo tshaj plaws ntawm lub cev, kev hloov pauv ntawm cov tshuab ua hluav taws xob tuaj yeem ua tau nrog qhov yuam kev tsawg kawg ntawm -4 txog -6. Txawm li cas los xij, txoj kev loj hlob ntawm high-precision technology tau txhim kho lub peev xwm kom paub qhov tsis muaj tseeb. Raws li qhov tshwm sim, peb tuaj yeem xaus tias cov piezoelectric transducers yog qhov tsim nyog tshaj plaws rau kev ntsuas lub zog, siab thiab lwm yam.
PET acceleration muaj cov qauv hauv qab no:
- tag nrho cov ntaub ntawv txuas nrog rau lub hauv paus titanium;
- ob ib txhij tig rau piezoelectric ntsiablos ntawm quartz;
- high-density inertial mass tsim rau qhov tsawg kawg nkaus;
- tshem tawm cov cim nrog tooj dag;
- nws, dhau los, txuas nrog lub cable uas yog soldered;
- sensor npog los ntawm lub hau ntsaws rau hauv lub hauv paus;
- kho qhov ntsuas ntawm qhov khoom, txiav cov xov.
Txawm hais tias huab hwm coj, lub sensor yog qhov ruaj khov thiab ntom. Ua haujlwm ntawm 150 m/s 2.
Tsim cov yam ntxwv ntawm cov hloov pauv
Yog tias nws tsim nyog los tsim lub ntsuas ntsuas ntsuas nrawm, nws yog ib qho tseem ceeb kom muab cov piezo-sensing daim hlau mus rau hauv paus. Qhov kev txiav txim no yog ua los ntawm soldering. Lub cable yuav tsum ua raws li cov cai hauv qab no:
- rwb thaiv tsev yuav tsum siab;
- qhov screen muab tso rau ntawm ib sab ntawm chav nyob;
- tiv thaiv kev vibration;
- flexibility.
Ntawd yog, lub cable yuav tsum tsis txhob shaken ntawm lub tswv yim ntawm lub amplifier. Kev ntsuas Circuit Court yog tsim symmetrically kom tsis txhob cuam tshuam. Nyob rau hauv lub sensor, qhov kev sib txuas yog asymmetric, qhov kev tiv thaiv ntawm cov hlau lead thiab cov ntaub ntawv yog kev cob cog rua nyob rau hauv xws li ib tug txoj kev uas lub rwb thaiv tsev ntawm cov phaj txheej tau txais. Txhawm rau ua tiav qhov xav tau, lub ntsuas yuav tsum tau ua los ntawm cov khoom siv khib nyiab uas siv rau hauv cov txheej txheem. Cov ntsiab lus raug nias tawm tsam lub amplifier los ntawm qhov nyob rau hauv nruab nrab ib feem thiab los ntawm insulators uas yog screwed rau rooj plaub.
Txoj kev ntsuas kev vibrations
txhawm rau ua kom qhov rhiab heev ntawm cov cuab yeej ntsuas, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum siv cov khoom siv piezoelectric siab. Qhov nocov khoom yog nteg nyob rau hauv parallel nyob rau hauv ib tug kab thiab txuas nrog hlau gaskets thiab daim hlau. Rau qhov zoo sib xws, cov tshuaj uas ua haujlwm ntawm kev khoov tuaj yeem siv tau. Txawm li cas los xij, lawv tsis tshua muaj zaus thiab qis dua rau compression mechanics.
Cov khoom tuaj yeem yog bimorph, nws feem ntau yog sau ua ke lossis ua ke, txhua yam nyob ntawm qhov zoo nyob ntawm axes. Raws li txoj cai, cov no yog ob daim hlau. Yog tias cov txheej nruab nrab raug coj mus rau hauv tus account, ib qho kev sib tshooj ua los ntawm cov hlau uas muaj qhov nruab nrab tuab tuaj yeem siv los ntawm cov khoom siv piezoelectric.
Txhawm rau ntsuas cov cim uas txav mus qeeb, ua cov hauv qab no:
- piezoelectric transducer suav nrog hauv oscillator;
- crystal yog ntawm resonant zaus;
- sai li sai tau thaum lub load tshwm sim, cov ntsuas yuav hloov.
Hnub no, piezo accelerometers yog cov cuab yeej siv siab tshaj plaws uas tuaj yeem ua tau ntau zaus, nrog lub zog rhiab heev.
Alternative zog los ntawm converters
Ib qho ntawm lub npe nrov thiab tsis muaj peev xwm ntawm kev tsim hluav taws xob yog lub zog nthwv dej. Xws li chaw nres tsheb yog mounted ncaj qha nyob rau hauv cov dej ib puag ncig. Qhov no tshwm sim yog txuam nrog lub hnub lub rays, uas heats li huab cua huab cua, vim li cas nthwv dej tshwm sim. Cov ncej ntawm qhov tshwm sim no muaj lub zog siv zog, uas yog txiav txim siab los ntawm lub zog ntawm cov cua, qhov dav ntawm huab cua pem hauv ntej, lub sij hawm ntawm lub gusts.
Tus nqi yuav hloov pauv hauv dej ntiav lossis ncav cuag 100 kW ib 'meter'. Lub piezoelectric yoj lub zog converter ua haujlwm raws li ib txoj cai. Cov dej theem nce los ntawm kev nthwv dej, nyob rau hauv tus txheej txheem huab cua yog nyem tawm ntawm lub nkoj. Tom qab ntawd cov dej ntws dhau los ntawm lub turbine rov qab. Chav tsev tig mus rau hauv ib qho kev taw qhia, tsis hais qhov kev txav ntawm cov nthwv dej.
Cov cuab yeej no muaj tus yam ntxwv zoo. Txog rau hnub no, kev txhim kho ntawm tus qauv tsim tsis tau kwv yees, vim tias qhov ua tau zoo thiab lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm tau raug pov thawj hauv txhua txoj kev uas twb muaj lawm. Nyob rau hauv cov txheej txheem ntawm kev kawm txuj ci, cov chaw nres tsheb ntab yuav raug tsim.
YUltrasonic piezoelectric transducer
Cov cuab yeej no yog tsim los ntawm txoj hauv kev uas nws tsis tas yuav teeb tsa ntxiv. Nws yog txawm peem rau nrog ib tug nco thaiv, uas muab cov kev tshwm sim. Hais txog kev tswj thiab ntsuas cov cuab yeej. Cov cuab yeej zoo li no txawv ntawm hom, cov yam ntxwv ntawm kev ua haujlwm, uas tau muab tso ua ke los ntawm kev tsim thiab lub hom phiaj cov ntaub ntawv nrog qhov yuam kev tsawg. Txhua qhov kev xav tau raug txiav txim siab raws li tus qauv tsim.
Rau tag nrho cov khoom siv zoo li no, cov txheej txheem tsim qauv tau muab: lub teeb pom kev tsis zoo, lub tsev nyob, electrodes, lub ntsiab tseem ceeb uas txuas rau hauv paus, lub hauv paus, ntawv ci thiab lwm yam khoom siv. Ib qho ultrasonic piezoelectric transducer yog cov qauv siv hluav taws xob. Nws tso cai rau koj kom tau txais cov ntaub ntawv ncaj qha siv lub suab nruab rau ntawm lub hauv paus ntawm lub cuab yeej.
Piezo transducer daim ntawv thov
Devices nrogCov nyhuv ncaj qha yog siv rau hauv cov cuab yeej ntsuas lub zog, siab, acceleration. Lawv muaj qib siab ntawm zaus thiab hnyav. Apparatus nrog kev tawm tswv yim yog siv nyob rau hauv ultrasonic vibrations, hloov dua siab tshiab ntawm kev nyuaj siab rau hauv deformation, ntsuas. Yog tias ob qho tib si cuam tshuam rau tib lub sijhawm, qhov kev xaiv no yog tsim rau piezoresonators uas hloov ib hom zog mus rau lwm qhov sai sai.
Cov khoom siv zoo, txuas nrog rau qhov sib txawv, ua haujlwm ntawm cov oscillations tsis siv neeg thiab siv hauv cov tshuab hluav taws xob. Scope ntawm lawv daim ntawv thov yog dav, raws li lawv muaj kev ruaj ntseg siab thaum tsim kom raug. Feem ntau, ntau lub piezo resonators yog siv los ua kom tiav cov txiaj ntsig xav tau thiab tau txais cov ntaub ntawv raug.
Disadvantages of converters
Cov khoom siv no muaj ntau yam zoo. Txawm li cas los xij, lawv kuj muaj cov yam ntxwv tsis zoo:
- tso zis tsis kam - siab kawg;
- ntsuas circuits thiab cables yuav tsum raug tsim raws li cov kev cai nruj thiab cov lus qhia.
Calculation ntawm piezoelectric transducer pib muab cov qauv sib npaug rau cov zaus resonant: Fp =0.24 ·c·. Phaj thickness: h=Fp a2 / 0.24 c=35 103 25 10 -6/ 0.24 2900=1.257 10-3m. Cov yam ntxwv ntawm lub zog yog xam raws li nram no: Wak =Wak.ud S=40 4.53 10-3.
