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关于如何使用压电陶瓷使音叉振动

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发表于 2010-10-29 20:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

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大家好,我在研究这样一个产品,通过激励电流,使压电陶瓷产生振动,然后使音叉振动,现在呢,电路这块好做一些,唯独这个压电陶瓷如何与音叉连接固定我有点无所适从,不知道有没有人能提供帮助 音叉.jpg
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 楼主| 发表于 2010-10-29 20:38 | 显示全部楼层
朋友给我的方法是输入的频率要与陶瓷的固有频率相当,也与音叉的固有频率相当,我想问下,是这样的么
 楼主| 发表于 2010-10-29 20:43 | 显示全部楼层
ecust2008 研究的东西跟我挺相似的,但我没有他这么专业,想联系他,可他上次活动时间2008-12-1 14:47 ,诶,联系不上,现在求大侠能够帮助
 楼主| 发表于 2010-10-29 20:47 | 显示全部楼层
回复 conde 的帖子

振动晶体.bmp
这是别的厂家的晶体,大概是这个样子的,我找压电陶瓷的生产厂家,该确认哪些事情呢,我感觉我还有很多路要走
发表于 2010-10-31 10:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 Rainyboy 于 2010-10-31 10:15 编辑
朋友给我的方法是输入的频率要与陶瓷的固有频率相当,也与音叉的固有频率相当,我想问下,是这样的么

我想你朋友说得是对的,贴上压电片后音叉的固有频率应该会有些变动,你可以实测一次,也可以在原固有频率左右调整。

贴的位置我认为应该是音叉的根部吧。


音叉.jpg
发表于 2010-10-31 10:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 Rainyboy 于 2010-10-31 10:23 编辑
我找压电陶瓷的生产厂家,该确认哪些事情呢

我想如果贴在根部的话,应该是1-3振动,所以是不是应该向厂商确认1-3机电耦合系数大的片,而且厚度也要有要求,因为厚度太薄的片刚度与音叉比太低,即使达到与共振相同的频率也不会激起多大的位移。


或者如果3-3系数大的话,可以设计成这样:
3.jpg

 楼主| 发表于 2010-10-31 16:55 | 显示全部楼层
回复 Rainyboy 的帖子

QQ截图未命名2323.jpg 我是要固定在这个圆的底座上,然后我想用一个压电陶瓷圆环,中间用一个螺丝固定在上面就好了,总共是4个引线,一方面输入激励电流,另一方面检测反馈信号。这样,一旦音叉碰到阻尼,破坏了振动,那么两方面电路就会检测出来。

我这个方案可行么?
发表于 2010-10-31 17:45 | 显示全部楼层
用压电陶瓷使音叉产生振动不知是用在什么场合?我曾经读过一篇关于超声电机的论文,感觉和你研究的内容有点相似,你可以找相关的资料看一下。
至于你问到的问题,我觉得需要深入分析,而不能笼统地下结论。首先,音叉的固定方式如何,其次音叉的振动要求是什么(是否是在一定的固有频率上振动),还有压电陶瓷的激振频率是否和音叉的固有频率相似(我想应该相同,这样可以最大程度地激起音叉振动,超声电机也是这样设计的)。如果确实希望利用压电陶瓷最大限度的激起音叉在某阶固有频率下的振动,那么就要计算一下在音叉的何处激振效果最好。因此,能否把问题再深入地描述一下。
 楼主| 发表于 2010-10-31 18:58 | 显示全部楼层
回复 dujunmin 的帖子

这个产品的作用是这样,控制物位的开关,工作时,音叉是不断振动的,当有物体碰到音叉时,会破坏振动谐振,电路里面我现在的想法是有一个输出,输出激振电流,然后有一个反馈,当破坏振动时,电路会识别出,然后就能输出一个开关信号,就是继电器信号,现在的结构设计呢是先到了这个样子,通过法兰固定 DAIFALAN.jpg ,然后激振晶体呢,可以装在后面,就是音叉底部 123123.jpg ,法兰跟音叉的连接可以是螺纹,也可以焊接,晶体呢现在别的厂家是做成上面的那个样子了,但是我想也可以做成别的样子。音叉的振动,从说明书上来看,是处于300HZ正负50hz这样一个频率,但是我看了资料,关于音叉的描述是:
音叉使用频率是100HZ-6000HZ,如果频率范围能为382-847HZ,那准确度能达到正负0.1HZ,我现在想不通的是,原厂家的300HZ频率是怎么做出来的,我查了压电陶瓷,就是锆钛酸铅材料,频率都是要几十KHZ的,没有在几百HZ范围内的陶瓷啊,难道陶瓷的频率可以跟音叉的频率差这么多么?
希望大家能看清我的意思
 楼主| 发表于 2010-10-31 19:00 | 显示全部楼层
此外,我想知道振动模式是什么样的,是不是压电陶瓷的任何振动模式,都能是音叉实现共振?

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所以需要确定压电片的粘贴方式啊,粘在底面的话,压电片的伸长-缩短,能引起音叉的两个分支的振动么?这个是楼主需要三思的。  发表于 2010-10-31 21:25
 楼主| 发表于 2010-10-31 19:03 | 显示全部楼层
我现在音叉实体在PROE和UG中都做出来了,但是还没有通过软件计算出频率,正在学习中,所以我还不知道我现在画的这个音叉的固有频率是多少,我估计得有2000-5000HZ吧,怎么能让它在300-800之间实现共振呢,增大音叉的厚度能降低频率,可是,怎么找到这么低频率的压电陶瓷呢
发表于 2010-10-31 21:30 | 显示全部楼层
回复 conde 的帖子

我记得楼主在“一般力学”板块已有这方面的讨论,不需要找到“这么低频率”的压电片,而是要确定压电片粘上去后系统的固有频率。电压激励或者电流激励,可以等效地认为是结构动力学里面的位移激励和外力激励,没什么特别的。我想,楼主之所以反复确认系统的固有频率和激振频率,是想更容易地激起音叉的振动么?

PS,这是一个探测装置么?
 楼主| 发表于 2010-10-31 22:49 | 显示全部楼层
恩,是的,我也觉得只要输入的电流频率,陶瓷,音叉叉体都一样了,就能激起振谐共振。
可是,如果我要让音叉在300-500HZ的频率实现与电流,陶瓷整个系统共振,这可能实现么,因为现有产品的说明书上就写着叉体的频率是300HZ,而压电陶瓷的频率据我了解基本都是要几十KHZ的,频率差太多了,我的想法能否实现?
第二个问题是假设我放弃了低频率的要求,使整个系统都维持在高频率的振动,那么压电陶瓷的振动模式有什么要求呢?
 楼主| 发表于 2010-10-31 22:50 | 显示全部楼层
Rainyboy  赞成: 5
所以需要确定压电片的粘贴方式啊,粘在底面的话,压电片的伸长-缩短,能引起音叉的两个分支的振动么?这个是楼主需要三思的。

这个是最关键的问题之一了
发表于 2010-11-1 09:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 Rainyboy 于 2010-11-1 09:38 编辑

回复 conde 的帖子

是这样的,楼主需要考虑这样的问题:
A结构的固有频率是300HZ,B结构的固有频率是10KHZ,但是B结构相对于A结构来说较小,把A和B连接在一起之后形成C,C的固有频率是多少?
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