[发明专利]一种压电晶片有效
申请号: | 201810917853.X | 申请日: | 2018-08-13 |
公开(公告)号: | CN109282891B | 公开(公告)日: | 2021-08-03 |
发明(设计)人: | 庞海军 | 申请(专利权)人: | 西安陆海地球物理科技有限公司 |
主分类号: | G01H11/08 | 分类号: | G01H11/08 |
代理公司: | 西安科果果知识产权代理事务所(普通合伙) 61233 | 代理人: | 李倩 |
地址: | 710077 陕西省西安市高新区锦业*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 压电 晶片 | ||
本发明公开了一种压电晶片,属于压电技术应用领域,该压电晶片包括紧密贴合且形状一致的压电晶片和弹簧片,压电晶片包括中部带孔的圆形晶片、以及设置在圆形晶片圆周方向的多个条形晶片;弹簧片包括中部带孔的圆形簧片、以及设置在圆形簧片圆周方向的多个条形簧片。本发明充分结合圆形压电片和单悬臂梁压电片的优点,形成具有多悬臂梁的新型压电晶片,该结构不仅保留了单悬臂梁易于数学建模、刚性易控等优点、而且提升了单悬臂梁压电晶片的机电转化灵敏度。
技术领域
本发明属于压电换能技术领域,尤其涉及一种压电晶片。
背景技术
压电晶片属于压电技术应用领域,其主要功能是将机械能转换成电能,在同一材料并且材料性能确定时,在一个力F的作用下,它的转换能力大小与压电片的变形量△h和压电片的面积S成正比。
目前,压电晶片的应用非常广泛,其主要形式以圆形结构和单悬臂梁结构为主。如图1所示,圆形压电片的优点是有效面积大,结构简单,作为结构件时体积小,但是由于其圆形结构的原因,对其性能采用数学建模分析困难,并且刚性大,不利于微弱信号和低频信号的采集。如图2所示,单悬臂梁形式的压电片,制作简单,易于建立数学模型,系统刚性易于控住,缺点是作为结构件时,结构设计复杂,体积大,输出效率低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种压电晶片能够充分结合圆形压电片和单悬臂梁压电片的优点,形成具有多悬臂梁的新型压电晶片,该结构不仅保留了单悬臂梁易于数学建模、刚性易控等优点、而且提升了单悬臂梁压电晶片的机电转化灵敏度。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种压电晶片,包括紧密贴合且形状一致的压电晶片和弹簧片,所述压电晶片包括中部带孔的圆形晶片、以及设置在圆形晶片上的多个条形晶片;所述弹簧片包括中部带孔的圆形簧片、以及设置在圆形簧片上的多个条形簧片,所述条形晶片和条形簧片的数量相等且一一对应。
进一步地,所述压电晶片包括顶部压电晶片和底部压电晶片,所述顶部压电晶片紧密贴设在弹簧片的上表面,所述底部压电晶片紧密贴设在弹簧片的下表面。
进一步地,所述顶部压电晶片和底部压电晶片之间通过弹簧片形成串联关系。
进一步地,所述条形晶片均匀分布在圆形晶片的圆周方向上,所述条形簧片均匀分布在圆形簧片的圆周方向上。
进一步地,所述条形簧片的长度大于条形晶片的长度,所述条形簧片的末端形成安装台。
进一步地,所述条形晶片和条形簧片的数量为N个,N为大于等于2的自然数。
进一步地,所述条形晶片和条形簧片的数量为3至8个。
进一步地,所述圆形晶片和条形晶片为一体结构。
进一步地,所述圆形簧片和条形簧片为一体结构。
有益效果:与现有技术相比,本发明所述一种压电晶片通过将压电晶片和弹簧片紧密贴合,形成具有弹性的多悬臂梁结构,圆形晶片和圆形簧片位于中部用于安装振动质量体,条形晶片和条形簧片形成悬臂梁结构,多个悬臂梁的结构能够有效提高压电片的输出电荷,利于微弱信号和低频信号的采集。同时,在分析其线性特性时,由于条形结构具有良好的线性特性,便于数学建模分析和计算。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1是现有圆形压电片的结构示意图;
图2是现有单悬臂梁形式压电片的结构示意图;
图3是本发明的第一实施例结构示意图;
图4是本发明的第一实施例的A-A向剖视图;
图5是本发明的第二实施例结构示意图;
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