Пьезоэлектрические вибростенды

Проведение испытаний приборов и датчиков при частотах свыше 10 000 Гц возможно с использованием пьезоэлектрических вибростендов.

Важнейшие особенности вибростендов с пьезоэлектрическим возбуждением вибрации следующие:

— амплитуды перемещения в плоскости крепления испытуемого прибора составляют обычно доли микрометра;

-— допускаемая полезная нагрузка мала, а вынуждающая сила только в некоторых конструкциях достигает 10 Н;

— частотный диапазон испытаний составляет 1 — 20 кГц;

— в зоне испытаний отсутствует магнитное поле.

Стенды с пьезоэлектрическим возбуждением вибрации предназначены в основном для точных приборов. Работа таких стендов основана на способности пьезокристалла испытывать деформацию под действием приложенного к нему электрического напряжения. Изменение направления вектора напряженности внешнего поля на противоположное меняет деформацию сжатия на деформацию растяжения (и наоборот). Если напряжение будет синусоидальным, то и деформация также будет происходить по синусоидальному закону.

На рис. 2.30 приведена принципиальная схема пьезоэлектрического стенда, состоящего из нескольких десятков колец 3, изготовленных из титаната бария и склеенных между собой в столбик, закрепленный в специальном зажиме 5. Кольца поляризованы в осевом направлении. К кольцам через усилитель подводят напряжение от генератора 4. К плоскостям столбика приклеены платформы / для крепления испытуемых приборов или датчиков 2.

Первая собственная частота продольных колебаний пьезоэлектрического стержня весьма велика (до 50 кГц), и испытание обычно проводят в дорезонансном режиме. Стенды, предназначенные для испытаний в резонансном режиме, позволяют получать ускорения с амплитудами до 250 м/с².