Piezoaktuátory. J. Tůma VŠB Technická univerzita Ostrava. Workshop Perspektivní projekty vývoje řídicích a senzorických technologií 2012

Podobné dokumenty
Piezoaktuátory v systémech aktivního potlačování vibrací strojů

ANALÝZA VLASTNOSTÍ KÓNICKÉHO PIEZOELEKTRICKÉHO SNÍMAČE AKUSTICKÉ EMISE

Inteligentní konstrukce

MKP simulace integrovaného snímače

Ultrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský

AS-i ifm electronic Radovan Řeháček AS-Interface

Instalační kabely s Cu jádrem

Technical University of Liberec International Center for Piezoelectric Research. Piezoelectricity Research Laboratory

3 Výplňový obal. 4 Plášť PE. Bedding

3 Výplňový obal. 4 Plášť PE. Bedding

3 Výplňový obal. 4 Plášť PE. Bedding

NOPOVIC NHXH FE180 E90

Měření vibrací generovaných budičem vibrací TIRAVib Budič Vibrací TIRAVib

Instalační kabely s Cu jádrem

Tenzorový popis fyzikálních vlastností

technický list TRANSIL TM 1.5KE6V8A/440A 1.5KE6V8CA/440CA str 1

1-AYKY. Instalační kabely s Al jádrem. Standard TP-KK-133/01, PNE Konstrukce. Použití. Vlastnosti. Installation cables with Al conductor

E-AY2Y 0,6/1 kv. Instalační kabely s Al jádrem. Konstrukce. Použití. Vlastnosti. Installation cables with Al conductor. Construction.

Jmenovitá tloušťka pláště Nominal sheath thickness. 1x10 RE 1,0 1, x16 RE 1,0 1, x25 RE 1,2 1,

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI Fakulta elektrotechnická. Katedra elektromechaniky a výkonové elektroniky. Bakalářská práce

NY2Y 0,6/1 kv. Instalační kabely s Cu jádrem VDE 0276 T.603-3G-2. Konstrukce. Použití. Vlastnosti. Installation cables with Cu conductor.


:= = := :=.. := := := := ρ := := α := π α = α = := = :=

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

Senzory tlaku. df ds. p = F.. síla [N] S.. plocha [m 3 ] 1 atm = 100 kpa. - definice tlaku: 2 způsoby měření tlaku: změna rozměrů.

WI180C-PB. On-line datový list

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

1-CYKY. Instalační kabely s Cu jádrem. Standard TP-KK-133/01. Konstrukce. Použití. Vlastnosti. Installation cables with Cu conductor.

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

2 Izolace PVC. PVC insulation

Instalační kabely s koncentrickým vodičem a Cu jádrem

Instalační kabely s koncentrickým vodičem a Al jádrem

TIA na dosah červen Novinky v servomotorech

STLAČITELNOST. σ σ. během zatížení

Instalační kabely. Installation cables NYM 300/500 V. Konstrukce: Construction: Použití: Application: Vlastnosti: Properties: Standard: VDE

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

2N LiftIP. IO Extender. Communicator for Lifts. Version

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Alexey Kovalev. Department of Physics. Collaborators: L. Zabro, Y. Tserkovnyak, G.E.W. Bauer, J. Sinova

7. Měření lineární a úhlové polohy. Optoelektronické a ultrazvukové senzory

VLIV PŘÍPRAVY POVRCHU A NEHOMOGENIT TLOUŠŤKY VRSTEV NA CHOVÁNÍ TENKOVRSTVÝCH SYSTÉMŮ

Co se skrývá v ultrazvukové vyšetřovací sondě?

ELCOM, a.s. Pavel Růčka E ELCOM, a.s.

9. ČIDLA A PŘEVODNÍKY

PROHLÁŠENÍ O VLASTNOSTECH. č CS

Krátká teorie. Monochromatická elektromagnetická vlna Intenzita světla Superpozice elektrických polí. Intenzita interferenčního obrazce.

VLIV STŘÍDAVÉHO MAGNETICKÉHO POLE NA PLASTICKOU DEFORMACI OCELI ZA STUDENA.

7. Měření lineární a úhlové polohy. Optoelektronické a ultrazvukové senzory

Tuhost mechanických částí. Předepnuté a nepředepnuté spojení. Celková tuhosti kinematické vazby motor-šroub-suport.

Kombinační automaty (logické obvody)

výrobce VOSS Fluid GmbH + Co. KG

Vytvoření modelu dvojitého kyvadla

MKP MODEL PIEZOELEKTRICKÝCH MEMS FILTRŮ

Daniel Tokar

Rapid tooling. Rapid tooling. Zpracoval: Přemysl Pokorný. Pracoviště: TUL- KVS

OZUBENÍ 1 OZUBENÍ 2 OZUBENÍ 3 OZUBENÍ 4 OZUBENÍ 5 CUTTER TEETH TYPE 1 CUTTER TEETH TYPE 1 CUTTER TEETH TYPE 1 CUTTER TEETH TYPE 1 CUTTER TEETH TYPE 1

Lineární jednotka LM-26-KU Jednotka s elektrickým pohonem přes závitovou hřídel, vedení v tyčích a kuličkových klecích (bez vůle)

Elektroakustické a elektromechanické měniče s elektrickým polem

Mikroskop atomárních sil: základní popis instrumentace

Tenkovrstvé piezoelektrické senzory

nkt instal CYKY 450/750 V Instalační kabely Konstrukce Použití Vlastnosti Installation cables Construction 2 Izolace PVC Měděná plná holá jádra

Měření a analýza mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. 1. Určete moduly pružnosti E z ohybu tyče pro 4 různé materiály

SIMULACE PROCESU POLARIZACE PIEZOKERAMICKÉHO MĚNIČE

Electro-optical properties of crystals Magneto-optical effect in gases

LED STANDARD 12V GU4, GU5.3, G53

Tento modul by bez problémů měl vyhovovat Vašemu zadání.

Šoupátko rychločinné A01 DN , Pp 4 20 MPa Quick acting gate valve A01 DN , Pp 4 20 MPa

Kapacitní senzory. ε r2. Změna kapacity důsledkem změny X. b) c) ε r1. a) aktivní plochy elektrod. b)vzdálenosti elektrod

Šoupátko rychločinné A01 DN , Pp 6,5 12 MPa Quick acting gate valve A01 DN , Pp 6,5 12 MPa

Technologie a procesy sušení dřeva

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Vlastnosti tenkých vrstev a povrchů kovů

HODNOCENÍ HLOUBKOVÝCH PROFILŮ MECHANICKÉHO CHOVÁNÍ POLYMERNÍCH MATERIÁLŮ POMOCÍ NANOINDENTACE

TECHNIKA VYSOKÝCH NAPĚŤÍ. Měření vysokých napětí a velkých proudů

Základní pojmy. p= [Pa, N, m S. Definice tlaku: Síla působící kolmo na jednotku plochy. diference. tlaková. Přetlak. atmosférický tlak. Podtlak.

DISPERZNÍ KŘIVKY V DESCE S KUBICKOU ANIZOTROPIÍ

PHYSICAL QUANTITIES AND UNITS

CHAPTER 5 MODIFIED MINKOWSKI FRACTAL ANTENNA

Mechanical Gripper. Mechanické uchopovací kleště. Mechanical Gripper. anical Gripper. Mechanical Gripper. Válec kleští ZZ. Mechanické kleště MZ

Generátorové senzory. Termoelektrický článek Piezoelektrické senzory Indukční senzory

On-line datový list LBV311-XXAGCTKMX LBV301 HLADINOMĚRY

ZÓNOVÉ VENTILY S VRATNOU PRUŽINOU dvoucestné VZP 2XX 230 1P 001 třícestné VZP 3XX 230 1P 001

Katalog lineárních aktuátorů a příslušenství

PRŮVODNÍ DOKUMENTACE ACCOMPANYING DOCUMENTATION D0056.PD.02

Summer Workshop of Applied Mechanics. Vliv mechanického zatížení na vznik a vývoj osteoartrózy kyčelního kloubu

SF 6 Circuit Breakers

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření vibrací a tlumicích vlastností

PROHLÁŠENÍ O VLASTNOSTECH. č CS

Nízké tření a opotřebení: Pro rychlé i pomalé pohyby iglidur J

Hlavní parametry mající zásadní vliv na přesnost řízení a kvalitu pohonu

BIOMECHANIKA ŠLACHY, VAZY, CHRUPAVKA

USER'S MANUAL FAN MOTOR DRIVER FMD-01, FMD-03

TECHNICKÝ LIST řada STANDARD, HP, FZ TECHNICAL DATA SHEET for STANDARD, HP, FZ 2018 v1.0

Návod na použití, montáž a údržbu Třícestný zónový kulový ventil s pohonem VZK 3xx P - 001

CREEP INTERMETALICKÉ SLITINY TiAl PRI VELMI MALÝCH RYCHLOSTECH DEFORMACE. CREEP OF INTERMETALLIC ALLOY TiAl AT VERY LOW STRAIN RATES

- Princip metody spočívá ve využití ultrazvukového vlnění, resp. jeho odrazu od plošných necelistvostí.

- Princip tenzometrů spočívá v měření změny vzdálenosti dvou bodů na povrchu tělesa vlivem jeho zatížení.

Co by mohl (budoucí) lékař vědět o materiálech tkáňových výztuží či náhrad. 20. března 2012

Pevnost v tahu vláknový kompozit

Kap. 3 Makromechanika kompozitních materiálů

Transkript:

Workshop Perspektivní projekty vývoje řídicích a senzorických technologií 2012 25-27 června, 2011, Hotel Ráztoka - Trojanovice Piezoaktuátory J. Tůma VŠB Technická univerzita Ostrava

Piezoelektrický jev Přímý piezoelektrický efekt objevili bratři Pierre a Jacques Curie. Zjistili, že některé krystalické materiály (keramika) mají schopnost se polarizovat, když na ně působí vnější síla. Mechanické napětí (tlak a tah) generují elektrický náboj a tím i elektrické pole úměrně vnější síle. Tento jev je využíván ve snímačích dynamické síly. Inverzní jev spočívá v tom, že elektrické pole, které je orientováno paralelně ke směru polarizace, vybudí mechanické roztažení nebo smrštění materiálu. Piezoelektrický efekt je anizotropní, tj. působí jen v určitém směru. Doména Dipól Mechanické napětí - Elektrické napětí + Elektrické pole Mechanické napětí Chování piezoelektrického materiálu v nepolarizovaném stavu (vlevo), polarizace po mechanickém stlačení (uprostřed) a polarizace po vložení piezoelektrického materiálu do elektrického pole (vpravo) 2

Piezoelectric coefficients and directions d ij : Strain coefficients [m/v]: strain developed (m/m) per electric field applied (V/m) or (due to the sensor / actuator properties of Piezo material). Charge output coefficients [C/N]: charge density developed (C/m²) per given stress (N/m²). g ij : Voltage coefficients or field output coefficients [Vm/N]: open circuit electric field developed (V/m) per applied mechanical stress (N/m²) or (due to the sensor / actuator properties of Piezo material) strain developed (m/m) per applied charge density (C/m²). k ij : Coupling coefficients [no Dimensionss]. The coefficients are energy ratios describing the conversion from mechanical to electrical energy or vice versa i strain direction j polarization direction http://www.physikinstrumente.com/tutorial/4_16.html polarization 1 4 3 Example: d 33 applies when the electric field is along the polarization axis (direction 3) and the strain (deflection) is along the same axis. d 31 applies if the electric field is in the same direction as before, but the strain is in the 1 axis (orthogonal to the polarization axis) 6 5 3 2

Piezoelektrické materiály Nejvíce populárním piezoelektrickým materiálem je keramika PZT (Lead- Zirconate-Titanate) nebo polymer PVDF (Polyvinilidene fluoride). Materiál PZT PVDF Piezoelektrické konstanty d 33 (10-12 C/N nebo m/v) d 31 (10-12 C/N nebo m/v) 300-150 -25 jednoosý d 31 =15 d 32 =3 dvouosý d 31 =d 32 ==3 Maximální napětí (MPa) tlak tah 600 80 200 200 Max. intenzita elektrického pole (V/mm) 2000 5.10 5 Hustota (kg/m 3 ) 7600 1800 4

Typy piezoaktuátorů V literatuře se uvádějí tři typy piezoelektrických aktuátorů Lineární piezoelektrický aktuátor Lineární motory o Housenkové motory (inchworm motors) o Stick and slip actuators o Putující ultrazvuková vlna (traveling wave ultrasonic motors) Vetknutý nosník s piezoaktuátorem (piezoelectric benders) 5

Lineární piezoelektrický aktuátor Protažení piezoelektrických aktuátorů L d33nu L E3L d 31 ΔL t n U L ΔL 2 1 U L piezoelectric stack laminární piezoaktuátor 6

Aplikace Aktivní příčky s piezoaktuátorem piezoaktuátor U 7

Provedení piezoaktuátorů Stack actuator keramické destičky Tloušťka 0,1 mm.. 100 V, nízkonapěťová (LVPZ - Low voltage piezo) Tloušťka 1 mm.. 1000 V, nízkonapěťová (HVPZ - High voltage piezo) Maximální protažení je mezi 0,1 až 0,13 %, což znamená, že aktuátor o délce 100 mm má maximální protažení 100 μm. Tyto prvky vykazují hysterezí až 15 %. síla elektrické napětí roste Dvě provedení podle výbavy: Piezoaktuátory jen s napěťovým vstupem Piezoaktuátory s odměřováním protažení (SGS-position sensors) 0 Katalogové hodnoty 0 protažení Protažení Síla 8

Výrobky firmy Physic Instrument Lineární piezoelektrické aktuátory E-504 Piezo Amplifier Module E-509 Signal Conditioner / Piezo Servo Module 9

Piezoactuators of the P-844 / P-845 type Outstanding Lifetime Due to PICMA Piezo Ceramic Stacks Travel Range to 90 µm Pushing Forces to 3000 N Pulling Forces to 700 N Sub-Millisecond Response, Sub-Nanometer Resolution Vacuum Version, Optional Water-Resistant Case 10

Technical Data and Product Order Numbers 11

Inchworm motors Housenkové motory 12

Stick and slip actuator Držet a skluz Základní poloha Setrvačná hmota piezo základna Pomalé protažení Setrvačná hmota piezo základna Setrvačná hmota Rychlá kontrakce piezo základna Δx 13