压电结构电气转换装置结构设计与实验研究

电气阀门转换器、定位器的技术革新与电气转换装置的革新紧密相关。该文突破了传统的喷嘴挡板原理的转换装置,利用压电双晶片为执行器,设计了一种基于开关原理的新结构电气转换装置。该转换装置只有通断两种状态,气源消耗可忽略不计。实验研究证明,以压电复合圆盘作为执行器的转换装置具有响应快、反应灵敏的特点,为我国自主研发新型压电结构电/气转换器、定位器打下了良好的基础。     

一种电压电双晶片测量压电常数d31的方法

提出了一种新的测量方法,由一种实用元件－压电双晶片测量压电材料的压电常数ｄ３１的方法。这种测量方法不同于通常的由标准试样测量压电材料参数的方法。文中给出了测量原理、测量装置及由一种ＰＺＴ样本的测量结果,并同时给出了ＩＥＥＥ材料测量方法的结果。理论和实验结果表明：这种新的测量方法是可行的。     

压电双晶片动态机电耦合特性分析

基于压电双晶片本构方程，采用机电耦合系数的一种新的“更为合理的定义方法，分析了动态情况下悬臂梁式双晶片执行器或换能器的机电耦合特性，仿真了分析了机电耦合特性与器件材料，几何尺寸以及信号频率之间的关系，结果表明，机电耦合系数随双晶片几何尺寸及信号频率起伏变化，起伏幅度随信号频率的增大而减小，随双晶片长度厚度比的增大而减小。     

基于双压电晶片的喷嘴挡板伺服阀

研究了一种基于双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀,给出了双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀的基本机构。对双压电晶片在不同频率、介质、基板尺寸及晶片厚度下的变形情况进行了深入的分析,并通过试验初步验证了双压电晶片喷嘴挡板式伺服阀的相关性能,给出了流量、压力特性曲线,对试验结果进行了分析,得出了相关的结论。     

压电双晶片的静动态特性分析与测量

在忽略剪切振动、弯曲振动、扭转振动和横效应振动的近似条件下,分析了压电双晶片的纵效应振动。从压电方程和波动方程出发,推导出了厚度伸缩振动模式的阻抗频响和导纳频响,并在此基础上得到了纵效应振动的一般导纳公式。推导出纵效应振动的等效电路,绘制出阻抗频率响应曲线。另外,采用有限元软件对压电双晶片进行了静态变形、动态特性分析,同时进行了静态和动态测试。将理论计算、有限元分析和实验测试结果进行比对分析,三者结果吻合。     

压电叠层传感/致动器的特性研究

压电叠层传感／致动器是智能主动构件中的重要组成部分，是一个机电耦合的交互系统。给出了压电叠层传感／致动器的设计原理，并对压电叠层传感／致动器的动静态工作特性进行了实验研究与分析，揭示了其输出位移大、稳定性和重复性好、滞后效应小等优良特性，为研制性能优良、稳定的智能主动构件提供了依据。     

压电超声换能器的电端匹配电路及其分析

本文分析了压电超声换能器的几种匹配电路及其匹配原理,推出了超声频电发生器与换能器之间的理想匹配条件,研究了电端匹配电路对换能器的谐振频率及其有效机电耦合系数的影响,所得结论为压电超声换能器匹配电路的设计提供了一定的理论依据。     

压电式电/气转换器膜片驱动电压的正交试验

介绍了一种以新型压电复合圆盘作为执行器的电/气转换器的结构和工作原理。通过综合考虑压电陶瓷片直径、厚度和中间电极厚度对压电双晶片驱动电压的影响,采用正交试验法设计试验方案,并对试验结果进行了方差分析;提出了直径、厚度和中间电极三因素的最佳组合,并对最佳因素组合进行了实验,得到输出气压0.02~0.10 MPa的工业现场要求下的驱动电压仅为8.2 V,为新型压电智能型电/气转换器的研制打下了基础。     

一种基于压电片的能量转换装置及其优化设计

为完成环境能量向电能的转化,设计了一种利用压电元件转化环境能量的能量转换装置。该装置利用风力驱动悬梁臂式压力发电组件旋转,同时使压电片振动而产生电能。依据压电材料的基本理论建立了装置的输出模型,并采用基于状态空间模型的进化算法对装置进行优化设计。开展了能量转换装置的实验测试,实验结果表明,该装置可高效地完成环境能量向电能的转化。本装置的设计为清洁环境能源的收集提供了新方法,也指出了振动能量采集装置的研究前景。     

一种由压电双晶片测量压电常数d31的方法

提出了一种新的测量方法 ,由一种实用元件——压电双晶片测量压电材料的压电常数 d31的方法。这种测量方法不同于通常的由标准试样测量压电材料参数的方法。文中给出了测量原理、测量装置及由一种 PZT样本的测量结果 ,并同时给出了 IEEE标准测量方法的结果。理论和实验结果表明 :这种新的测量方法是可行的。     

一种实用的压电常数测试系统及测试精度分析

提出了由一种实用元件——压电双晶片测量压电材料的压电常数d31的方法。这种测量方法不同于通常的由标准样品测量压电材料参数的方法。文中给出了测量原理、测量装置等。理论和实验结果表明:这种新的测量方法是可行的。设备简单、价廉,操作容易,精度较高。     

便携式超声仪在灾害医疗救援中的应用

介绍了一种利用压电双晶片的逆压电效应来测量眼压的方法及其装置.该方法建立了流过晶片的电流和眼球内部压强的关系,通过检测的电流值来测量眼压值.实验表明,该方法操作简便,可行性较好,有一定的临床应用前景.该文还给出了实验结果和误差分析.     

压电发电能量转移技术与实验研究

压电材料在受到周期的压力时,其表面产生周期的电压。压电材料与金属片作成压电振子,压电振子产生周期性振动,在其极面上不断激发电荷,把该电能贮存变换后作成压电发电机。研究了压电能量转移的原理,设计了压电能量转移电路,利用填谷电路代替普通电容进行了能量贮存与转换;进行稳压电路设计,设计了实验电路,运用振动台进行了实验,通过对系统所带负载进行了实验比较测试。实验效果表明,利用填谷电路代替普通的电容可提高压电发电机的带负载能力,该能量转移电路无需额外电源。     

压电陶瓷材料电学性能参数测量研究

从双层压电梁在电场作用下的位移响应与电场的关系式出发，借助于试验数据逆推导出压电陶瓷材料的电学性能参数。位移响应的试验数据采用非接触激光测振仪得到。该文方法相对压电参数测量的静态法、动态线路传输法和动态电容法减少了许多中间测量环节和等效处理手段，且易于具体实施，相对于动态位移法又有更好的精度，为压电陶瓷类材料电学性能参数测量提供了一种全新的测量方法。     

尺蠖型压电驱动器结构及其特性

由于微纳米级精密定位技术在原位测试、精密光学、超精加工等领域的作用无可替代,因此具有精密定位功能的各种新型驱动器受到国内外学者的广泛关注,其中尺蠖型压电驱动器的研究尤为活跃。该类驱动器定位精度高,结构紧凑,输出力大,运动稳定,具备较大工作行程的同时拥有较高的运动分辨率,在各类驱动器中综合优势明显。首先,介绍了尺蠖型压电驱动器的原理和关键部件;其次,对直线型、旋转型和一体型三类代表性尺蠖驱动器的研究进展进行了总结和归纳,分析了各自的主要结构、动作原理、性能特点和适用场合。结果表明,实用性问题是未来研究重点,可从构型设计、控制系统、补偿算法以及温度控制等方面加以改进。     

一种道路用小型压电发电及储存装置的研究

为了收集并利用汽车通过公路时所产生的振动能量,设计了一种利用压电材料的正压电效应采集环境振动能量,把振动能转换成电能的道路用振动发电装置。为使压电材料和道路振动能巧妙结合从而吸收最大的外部能量,获得高的发电效率,进行了以下研究:分析了压电材料变形量对发电能力的影响,并设计了能找到压电材料产生最大电能的最小变形量的模型。通过实验分析压电片的联接方式对电能输出的影响,得到了以并联为主,串联为辅的混联电路模型。设计并制作了道路用压电发电装置模型,通过模拟实验测得其发电功率为0.061 2 W,电容储电功率为0.026 4 W,发电效率为14.42%,电容储电效率6.21%。