ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЬЕЗОАКТУАТОРОВ В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

(СТР. 21 КАТАЛОГА CEDRAT TECHNOLOGIES)

В этом разделе приведены некоторые рекомендации, чтобы выбрать лучший PPA или APA® для квазистатических приложений.

В большинстве случаев, смещение ∆U вызывает первостепенный интерес: оно зависит от приложенного напряжения V и от генерируемой силы F:

∆U = (NV - F)/K

где N является коэффициентом силы Актуатора, а К является жесткостью. При максимальном напряжении произведение  NV соответствует блокирующей силе Fo.

Fo = NVmax

Понятно, что смещение  ∆U становится равным 0, когда генерируемая сила F достигает . Максимальный ход актуатора ΔUо, называется свободным смещением и становится равным:

∆Uo = Fo/K

Соотношение между свободным перемещением и блокирующей силой может описано нагрузочной характеристикой Актуатора (Рисунок 2.11):

Рисунок 2.11 Нагрузочная характеристика Пьезоэлектрического Актуатора

Если постоянная нагрузка F (т.е. вес) меньше, чем блокирующая сила или максимальная сила растяжения, то вес не влияет на ход пьезоэлектрического актуатора, но только сдвигает положение при нулевом напряжении на величину ∆L (Рисунок 2.12):

∆L = F/K

Рисунок 2.12: Смещение позиции и нагрузочная характеристика актуатора при постоянной нагрузке

Совершенно другая ситуация возникает, когда пьезоэлектрический актуатор действует на пружину с жесткостью Kt . Ход становится (Рисунок 2.13 ):

∆U = (NV – Kt∆U)/K=∆Uo (K/(K+Kt))

Рисунок 2.13: Нагрузочная характеристика под воздействием пружины с жесткостью Kt.

Так как пьезоэлектрические актуаторы предварительно нагружены благодаря пружине, то предыдущее отношение объясняет, почему растяжение DPA или PPA меньше собственного растяжения активного материала.

Пьезоактивные Актуаторы могут быть механически расположены последовательно и / или параллельно. В первом случае (Рисунок 2.14.a ) добавляется смещение, а сила остается постоянной; а во втором – добавляется сила, а смещение остается неизменным (Рисунок 2.14.b ).

Рисунок 2.14: Последовательное (a) подключение APA

Рисунок 2.14: Параллельное (b) подключение APAЗагрузить эту информацию в виде файла .pdf можно здесь.