壓電陶瓷的階躍時(shí)間和動(dòng)態(tài)力講解

1.階躍時(shí)間

由于壓電陶瓷的諧振頻率很高，壓電陶瓷可以隨著驅(qū)動(dòng)電壓的變化而快速的伸縮。目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到閥門和快門技術(shù)中。壓電陶瓷的最快響應(yīng)時(shí)間即壓電陶瓷的伸長(zhǎng)時(shí)間取決于壓電陶瓷的諧振頻率，一般為壓電陶瓷諧振時(shí)間的1／3。

當(dāng)給陶瓷施加一個(gè)短的電脈沖，陶瓷在其階躍時(shí)間tmin內(nèi)伸長(zhǎng)。同時(shí)共振頻率將被激發(fā)，陶瓷在其伸長(zhǎng)位置的附近做阻尼振蕩。更短的電脈沖只能使振幅更高，但不能縮短階躍時(shí)間。下圖顯示了一個(gè)壓電陶瓷在短脈沖電信號(hào)激勵(lì)下，陶瓷的上升時(shí)間為600us，諧振頻率為560Hz。

2.動(dòng)態(tài)力

在動(dòng)態(tài)應(yīng)用中，壓電陶瓷的推力和拉力是同時(shí)存在的，推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拉力，也就是說(shuō)壓電陶瓷的抗壓強(qiáng)度是非常高的，而拉力則對(duì)其影響很大。當(dāng)壓電陶瓷在動(dòng)態(tài)應(yīng)用時(shí)，兩種力交替出現(xiàn)。即使沒(méi)有外部負(fù)載，依然要考慮動(dòng)態(tài)力。因此在動(dòng)態(tài)應(yīng)用中需要選擇有預(yù)載力的陶瓷。

壓電陶瓷正弦信號(hào)使用時(shí)，動(dòng)態(tài)力估算公式為：

Fdyn：動(dòng)態(tài)出力

f：使用頻率

▲l／2：振蕩的幅度（▲l －陶瓷滿行程）

Meff：：有效質(zhì)量

有效質(zhì)量meff等于陶瓷本身質(zhì)量的1／3加上負(fù)載的質(zhì)量。

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