壓電陶瓷的動態(tài)力
我們都知道，給壓電陶瓷加載電壓之后，它會隨著驅(qū)動電壓的升高而膨脹伸長，當電壓下降的時候，壓電陶瓷會回縮，由于壓電陶瓷具有極快的響應(yīng)速度，因此在電流足夠大的情況下，壓電陶瓷會隨著驅(qū)動電壓升高或降低快速的膨脹與回縮，這時壓電陶瓷自身會產(chǎn)生一個拉力與壓縮力，兩種力交替出現(xiàn)，我們稱之為動態(tài)力。
當壓電陶瓷高頻動態(tài)工作的時候，自身產(chǎn)生的動態(tài)力非常大，計算公式如下：
從動態(tài)力公式可以看出，即使沒有外部的負載，動態(tài)工作時壓電陶瓷自身仍會產(chǎn)生動態(tài)力。
由于壓電陶瓷是通過疊堆共燒工藝或者由壓電陶瓷片堆疊粘接而成，因此對于拉力非常的敏感，過大的拉力會造成壓電陶瓷的損壞。下圖為由于承受拉力而造成損壞的壓電陶瓷。
很大的動態(tài)力相當于非常大的加速度作用在壓電陶瓷及內(nèi)部電極上，這種沖擊會導(dǎo)致其損壞。加速度計算公式如下:
比如一個壓電陶瓷的位移是20μm，操作頻率是10kHz，計算得出加速度為39500m/s2，這超過了地球重力加速度的4000倍。
如何規(guī)避動態(tài)力可能帶來壓電陶瓷損壞的風(fēng)險呢?
我們在使用的過程中需要了解動態(tài)力的情況，通過計算來確定動態(tài)力的大小，再通過降低使用頻率或負載的方式減小動態(tài)力造成壓電陶瓷損壞的可能性。
壓電陶瓷帶負載之后，產(chǎn)生的動態(tài)力會更大。因此我們對于動態(tài)應(yīng)用的需求通常會選擇帶有一定預(yù)緊力的封裝壓電陶瓷，例如芯明天的PSt 150系列 及PSt 1000系列，PSt 1000/35/xx VS45系列壓電陶瓷的預(yù)緊力為6000N，這也就是意味著該系列壓電陶瓷可以承受的zui大動態(tài)力為6000N。
PSt 1000/35/200 VS45
沒有預(yù)緊力的壓電陶瓷，只能在很低的頻率下可以使用。
舉例：
我們選擇封裝型壓電陶瓷PSt 1000/16/200 VS25 這款產(chǎn)品，負載為10kg的前提下，zui大的使用頻率可以達到300Hz嗎？
通過動態(tài)力公式計算，設(shè)頻率為300Hz，計算得出動態(tài)力為3655N，而該壓電陶瓷的預(yù)緊力為1500N，動態(tài)力遠遠超過了預(yù)緊力。在此頻率下使用，必定會導(dǎo)致壓電陶瓷的損壞；同樣采用動態(tài)力公式計算，假設(shè)動態(tài)力為1500N，計算得出zui大使用頻率為192Hz。
注意：
1、動態(tài)操作壓電陶瓷需要加散熱裝置可快速的將壓電陶瓷產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出。
2、動態(tài)操作需要確保壓電陶瓷不受側(cè)向力及剪切力。
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