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振动式液位开关中压电陶瓷组成的匹配问题

2014-08-07

  压电陶瓷具有很敏感的电特性,作为传感器使用时,它能将极其微弱的机械振动转换成电信号,可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等;同时,在其两端施加一定规律的变化电压,压电陶瓷在电场作用下将产生一定规律的形变,虽然这种形变量很小,往往是小于其本身尺寸的千万分之一,但是基于这个原理制作的精确控制机构——压电驱动器,在精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域得到广泛应用。计为自动化研发生产的振动式物位开关和液位开关,就是利用了压电陶瓷的这两种特性,把它作为振动探头驱动和检测的器件。
  压电陶瓷组件是振动式物位开关中的核心零部件,在betway必威体育研发的振棒料位开关和音叉液位开关产品中,使用了6片压电陶瓷作为振动驱动(应用压电陶瓷的逆压电效应)和1片压电陶瓷作为检测(应用压电陶瓷的压电效应)。作为驱动振动的6片压电陶瓷,在结构上采取机械上串联、电学上并联的形式。计为自动化研发工程师经过大量试验证明,这由6+1组成的压电组件中,各个压电陶瓷片必须相互匹配,匹配不好可能导致探头振动微弱甚至无法振动,造成仪表误动作,影响仪表测量的准确性。这里所说的匹配主要是指其静态电容值的匹配。
  压电陶瓷使用前,使用LCR数字电桥测量每片压电陶瓷的静态电容Cp值,并计算出平均电容值。以6片为一组,选用平均电容值差值相互间在±5%以内的压电陶瓷成一组作为驱动,并选择静态电容与该6片电容值平均值尽量接近的压电陶瓷片作为检测,由此选得6+1压电陶瓷片组成压电陶瓷组件。经过这种匹配挑选的作为驱动的压电陶瓷片,能保证工作时6片驱动片相位同步,实现振动探头处于振动最佳振动状态,而且检测片检测出的电压值也是最大值,输出电信号信噪比为最高,方便信号处理电路进一步分析处理。
  下图是计为自动化音叉液位开关压电陶瓷组件组成图。


         压电陶瓷装配图  压电陶瓷组件


以上就是有关“振动式液位开关中压电陶瓷组成的匹配问题”的相关先容,如欲了解更多物位开关方面的常识,欢迎关注微信公众号:Jiweimeter。 


(betway必威体育研发中心201487日发布)


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