Компоненты микросистемной техники. Часть 1. Коноплев Б.Г - 62 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

В результате происходит расширение газовой среды в герметич-
ной области, что, в свою очередь, приводит к деформации мембраны.
Так как объем герметичной полости остается постоянным, то измене-
ние давления в полости описывается следующим выражением [16]:
p
T
= p
0
⋅β⋅T
,
где
p
0
– давление газа до нагревания;
β
– коэффициент объемного
расширения;
T
– температура нагревания.
Коэффициент объемного расширения практически одинаков у
всех газов и с хорошим приближением равен коэффициенту объем-
ного расширения идеального газа:
β=0, 003661
К
-1
[16].
Сила, создаваемая термопневматическим актюатором, будет опре-
деляться следующим выражением [16]:
F
тп
=S⋅p
0
⋅β⋅T
,
где
S
– площадь мембраны.
Термопневматические актюаторы изготавливаются по технологии
объемной микрообработки и LIGA-технологии.
Более простым вариантом термопневматического актюатора яв-
ляется пьезоэлектрический актюатор. Данный тип актюаторов содер-
жит пьезоэлектрический диск и упругую мембрану (рис. 39) [16].
В основу работы пьезоэлектрических актюаторов положен обрат-
ный пьезоэлектрический эффект: под действием электрического поля в
пьезоэлектриках появляется механическая деформация.
При обратном пьезоэлектрическом эффекте электрическое поле и
деформацию актюатора связывают те же пьезоэлектрические коэффи-
циенты, которые связывают напряжение и поляризацию при прямом
эффекте [16]:
ε
ij
=π
ij
⋅E
i
,
где
– тензор относительной деформации;
π
ij
– тензор пьезоко-
эффициентов материалов;
E
i
– напряженность электрического поля.
В качестве материалов пьезоэлектриков используются кварц,
LiTaO3 и ZnO [16].
Данный тип актюаторных элементов изготавливается с использо-
62

Страницы