【摘要】：压电振子是压电驱动器的核心部件,起着将电能转换为机械能的作用。此外,各种振动模态之间还存在着相互影响或耦合作用。因此在设计压电振子时,除了选择合适的陶瓷材料外,还要选择合适的振子及其振动模态。压电驱动器为了形成所需运动形式,通常使用这三种振动形式中的两种或一种但两个以上方向的振动加以组合以达到目的。本文压电泵所采用的圆形复合压电振子的振动模态为纵向伸缩振动,与图2.7所示的情况相似。
压电振子是压电驱动器的核心部件,起着将电能转换为机械能的作用。某一几何尺寸的振子在特定条件(按所需方向极化、激励和设置电极等)下,其用以完成机械能和电能相互转换的振动方式多种多样,通常把这种振动方式称为振动模态。此外,各种振动模态之间还存在着相互影响或耦合作用。因此在设计压电振子时,除了选择合适的陶瓷材料外,还要选择合适的振子及其振动模态。
通常将压电陶瓷激发的振动分成以下四类,如图2.7所示。
(a)垂直于电场方向的伸缩振动(长度方向),用LE模表示;
(b)平行于电场方向的伸缩振动(厚度方向),用TE模表示;
(c)垂直于电场平面内的剪切振动(表面),用FS模表示;
(d)平行于电场平面内的剪切振动(厚度),用TS模表示。
当这些振动模式作用到压电振子上时,将产生弯曲振动、伸缩振动和扭转振动。压电驱动器为了形成所需运动形式,通常使用这三种振动形式中的两种或一种但两个以上方向的振动加以组合以达到目的。按照所加电场与弹性波传播方向之间的关系,压电振动又可分为纵向效应和横向效应两大类。当弹性波的传播方向平行于电场方向时为纵向效应,如图2.7(b);当弹性波的传播方向垂直于电场方向时为横向效应,如图2.7(a)。本文压电泵所采用的圆形复合压电振子的振动模态为纵向伸缩振动,与图2.7(a)所示的情况相似。
图2.7 压电振子的振动模态
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