Основы радиоэлектроники

Системы передачи информации

Выбор конструкции пьезоэлектрического генератора

Пьезоэлектрический генератор (ПГ) состоит из механического преобразователя воздействия (МПВ) и пьезоэлектрического преобразователя (ПП).

На рисунке 6.1 изображена конструкция МПВ, в состав которого входят кольцо, ударник, стержень и шар. МПВ представляет собой цельную конструкцию, выполненную из углеродистой качественной конструкционной стали марки 30, с качеством поверхности группы 2ГП без термической обработки по ГОСТ 1050-88. МПВ крепится кольцом к подвесу таким образом, чтобы он мог отклоняться во всех направлениях.

Рисунок 6.1 - Конструкция МПВ

Рассчитаем диаметр шара МПВ.

Исходные данные:

- масса маятника, m: 4000 г;

- плотность материала, ρ: 7,87 г/см3;

- расстояние от точки подвеса до центра шара, B: 80 см;

- расстояние от точки подвеса до приложения усилия, b1: 3 см;

- длина ударника, Lуд: 2 см;

- радиус большого основания ударника, Rуд: 8,375 мм;

- радиус малого основания ударника, rуд: 6,235 мм;

- радиус стержня маятника, Rc: 0,5 см;

- внутренний радиус кольца, rк: 0,5 см;

- внешний радиус кольца, Rк: 1,0 см;

- толщина кольца, Hк: 1 см;

- расстояние от кольца до ударника, Rк.уд: 1,0 см.

Объём полукольца равен

Объём стержня между кольцом и ударником равен

Объём ударника определяется как

Объём стержня между малым основанием ударника и центром шара равен

Объём маятника от точки подвеса до центра шара (без большей части шара) определяется выражением

Масса маятника от точки подвеса до центра шара (без большей части шара) определяется выражением

Масса большей части шара равна

Составим систему уравнений для нахождения радиуса шара Rш

где mшм - масса малой части шара (масса части стержня длиной Rш);

Rш - объём шара;

mш - масса шара.

Решив систему уравнений (6.8), получим следующий результат

mшм = 29,317 г,

Rш = 4,743 см,

Vш = 446,954 см3,

mш = 3517,528 г.

В состав ПП (рисунок 6.2 - 6.4) входят:

- опорное кольцо;

- крышка;

- 5 держателей (стакан, фторопластовое кольцо (ФК), изоляционное пьезокерамическое кольцо (ИПК));

- 5 пьезокерамических дисков (пьезоэлементов);

- 5 протекторов.

Рисунок 6.2 - Опорное кольцо (вид сверху)

Рисунок 6.3 - Крышка (вид сверху)

Опорное кольцо крепится к корпусу буя. Пьезоэлементы помещаются в держатели, которые притягиваются крышкой к опорному кольцу через шайбы (А.6.01.Ст3кп ГОСТ 10450-78) пятью болтами (К1М6×1,0 - 8g×16.109.40X.019 ГОСТ 7805-70). ИПК тонким слоем клеится ко дну стакана клеем BC10-T (ГОСТ 22345-77), прижимая ФК. Таким же образом, каждый протектор клеится к пьезоэлементу. Материалом для ФК является фторопласт-4 марки ПН или О (ГОСТ 10007-80). Опорное кольцо, крышка, стаканы и протекторы состоят из того же материала, что и МПВ. В опорном кольце, каждом стакане и ИПК имеются отверстия диаметром 3 мм для вывода проводов, припаянных к металлизированной поверхности пьезоэлемента. Все пьезоэлементы параллельно соединяются через диоды (для исключения обратного пьезоэффекта) в один провод, через который импульсы поступают на RC-фильтр преобразователя. Перейти на страницу: 1 2


Другое по теме:

Расчет антенны со смещенным рефлектором Зеркальные антенны - наиболее распространенный тип остронаправленных СВЧ антенн в радиолокации, космической радиосвязи и радиоастрономии. В процессе проектирования необходимо определить размеры зеркала, распределение поля в раскрыве антен ...