压电陶瓷的阶跃时间和动态力讲解

1.阶跃时间

由于压电陶瓷的谐振频率很高，压电陶瓷可以随着驱动电压的变化而快速的伸缩。目前已经广泛的应用到阀门和快门技术中。压电陶瓷的最快响应时间即压电陶瓷的伸长时间取决于压电陶瓷的谐振频率，一般为压电陶瓷谐振时间的1／3。

当给陶瓷施加一个短的电脉冲，陶瓷在其阶跃时间tmin内伸长。同时共振频率将被激发，陶瓷在其伸长位置的附近做阻尼振荡。更短的电脉冲只能使振幅更高，但不能缩短阶跃时间。下图显示了一个压电陶瓷在短脉冲电信号激励下，陶瓷的上升时间为600us，谐振频率为560Hz。

2.动态力

在动态应用中，压电陶瓷的推力和拉力是同时存在的，推力远远大于拉力，也就是说压电陶瓷的抗压强度是非常高的，而拉力则对其影响很大。当压电陶瓷在动态应用时，两种力交替出现。即使没有外部负载，依然要考虑动态力。因此在动态应用中需要选择有预载力的陶瓷。

压电陶瓷正弦信号使用时，动态力估算公式为：

Fdyn：动态出力    

f：使用频率

▲l／2：振荡的幅度（▲l －陶瓷满行程）

Meff：：有效质量

有效质量meff等于陶瓷本身质量的1／3加上负载的质量。

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