压电陶瓷：位移与出力的关系

2020-12-21 10:42

实验测量

通过上面的介绍可知压电陶瓷的出力是以输出位移的压缩损失来产生的，因此可以通过监测压电陶瓷位移的损失得到出力。

陶瓷出力，可以使用闭环结构进行监测。实验测量装置如图所示：闭环压电陶瓷及控制电源、测力传感器、机械压力机设备等。

压电陶瓷位移与出力

实验：

●压电陶瓷：PST150／10x10／40

最大工作电压150V

a 压电陶瓷的零位通过偏置电压“Offset”设置

实验1：0 V单极操作

实验2：－ 30 V半双极性操作

b 闭环模式下，电路“0 V”无位移输出，当负载力变化时控制电路将试图保持陶瓷的零位置不变。

●测试方法：陶瓷的压力负载不断增加并且监测力传感器。压电陶瓷的位置通过闭环控制保持不变＝＞压电控制器电压相应增加，用于补偿压缩的压电陶瓷长度。当补偿电压达到＋150 V时，负载达到极限。

这样的系统装置可以反映出力过程：压力变化作用于压电陶瓷系统，系统通过增加电压保持陶瓷位移不变。

结果：

●压电陶瓷：PST150／10x10／40的最大出力

实验1：单极模式

（相当于0 V ／＋150 V激励）： 6000N

实验2：半双极模式

（相当于－30 V ／＋150 V激励）： 7000N

●PST150／10x10／40力的变化和补偿电压之间是线性关系

压电陶瓷位移与出力

●最大出力相当于压电陶瓷的最大负载变化，可以被闭环反馈位置控制。

●举例

压电陶瓷PST150／5x5／40（最大工作电压150 V）当被设置在90 V的位置时，此时闭环控制位置保持恒定。可在产生的出力——压电陶瓷能被压缩补偿对应“60V”的力。

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