[發(fā)明專利]壓電晶體執(zhí)行器封裝預(yù)緊力的測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410727240.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN104458091A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁俊東;杭勇;蔣兆杰;楊明;臧孌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所;中國(guó)第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;韓鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車噴油器壓電執(zhí)行器的測(cè)量裝置及方法，具體是一種壓電執(zhí)行器封裝預(yù)緊力的測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)

壓電執(zhí)行器如圖1所示，主要由上端頭11、壓電陶瓷堆12、密封套13、下端頭14、彈性封頭15組成。其中彈性封頭15與密封套13通過激光焊接在一起，下端頭14、陶瓷壓電堆12、上端頭11依次放置，如圖2所示，對(duì)上端頭11施加向下的壓力F，然后將上端頭11與密封套13通過激光焊接，這樣整個(gè)壓電執(zhí)行器成為一個(gè)整體。當(dāng)壓電執(zhí)行器通電后，壓電陶瓷堆12縱向伸長(zhǎng)，由于上端頭11與密封套13焊接固定，因此壓電陶瓷堆12將推動(dòng)下端頭14克服彈性封頭15的彈力向下伸長(zhǎng)。

壓電陶瓷堆是由若干極性相反的壓電陶瓷疊片燒結(jié)成一體后在兩邊鍍上電極制作而成。當(dāng)壓電陶瓷堆鍍上電極后，每個(gè)單獨(dú)的壓電陶瓷疊片的兩面分別于電極的正負(fù)極相連，即每個(gè)壓電陶瓷疊片為一個(gè)壓電晶體模塊。當(dāng)給壓電陶瓷堆通電時(shí)，根據(jù)逆壓電效應(yīng)，每一個(gè)壓電陶瓷疊片都將縱向伸長(zhǎng)，整個(gè)壓電陶瓷堆的伸長(zhǎng)量為單個(gè)壓電陶瓷疊片伸縮量的疊加。如果沒有對(duì)單個(gè)壓電陶瓷疊片的伸縮量進(jìn)行限制，在長(zhǎng)時(shí)間的伸縮工作過程中，很容易造成壓電陶瓷疊片之間脫落斷裂。?因此在壓電執(zhí)行器使用過程中，需要對(duì)壓電陶瓷堆進(jìn)行封裝，對(duì)壓電陶瓷堆施加一定的預(yù)壓力，即壓電執(zhí)行器的封裝預(yù)緊力。

壓電執(zhí)行器的封裝預(yù)緊力對(duì)壓電執(zhí)行器的特性有重要的影響，預(yù)緊力太小，會(huì)造成執(zhí)行器的輸出不穩(wěn)定，預(yù)緊力太大，將會(huì)影響執(zhí)行器的位移輸出。因此自主執(zhí)行器預(yù)緊力確定需要借鑒國(guó)外壓電執(zhí)行器樣品的封裝力，即需要對(duì)樣品壓電執(zhí)行器的封裝預(yù)緊力進(jìn)行抽檢測(cè)試。

目前存在的方案一是在密封套的圓筒外壁以及彈性封頭的薄片彈簧側(cè)邊分別貼上應(yīng)變片，直接測(cè)量預(yù)緊力，缺點(diǎn)：應(yīng)變片需做標(biāo)定，至少需要兩個(gè)以上的樣品，外壁變形小，很難反映真實(shí)預(yù)緊力大小，薄片彈簧側(cè)邊位置小，不利于貼應(yīng)變片，且存在誤差。二是測(cè)高度差式，先正向測(cè)量：測(cè)量薄片彈簧上某點(diǎn)相對(duì)于頂桿的高度差h；拆開執(zhí)行器封裝件；反向測(cè)量：施加力F至高度差h，此時(shí)的F即為預(yù)緊力。缺點(diǎn)：薄片彈簧底面有一定弧度，很難精準(zhǔn)定位某固定點(diǎn)；薄壁圓筒底端平面度差，h值精準(zhǔn)度不夠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種壓電晶體執(zhí)行器封裝預(yù)緊力的測(cè)量裝置及方法，對(duì)壓電執(zhí)行器的封裝預(yù)緊力進(jìn)行測(cè)試。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述的壓電晶體執(zhí)行器封裝預(yù)緊力的測(cè)量裝置包括定位外套，所述定位外套包括上蓋板和底座，上蓋板中央開有能夠插入壓電執(zhí)行器的通孔，底座中央開有螺紋孔，通過豎直的螺柱固定底座上的力傳感器，壓電執(zhí)行器的底部穿過上蓋板放置在力傳感器上。

具體的，力傳感器上方固定有過渡接頭，過渡接頭頂端具有一鋼球，鋼球凸出所述過渡接頭與壓電執(zhí)行器底端接觸。

具體的，所述上蓋板和底座與定位外套本體通過螺釘緊固。所述壓電執(zhí)行器、鋼球、過渡接頭、力傳感器和螺柱位于一條中心線上。

所述壓電晶體執(zhí)行器封裝預(yù)緊力的測(cè)量方法，首先將壓電執(zhí)行器通過定位外套上蓋板的通孔放置于力傳感器上，將壓電執(zhí)行器與上蓋板焊接固定，然后通過旋緊螺柱使得在力傳感器底端施加向上的固定力，并且固定住力傳感器，當(dāng)力傳感器數(shù)值顯示穩(wěn)定后，記錄下傳感器數(shù)值F1；在壓電執(zhí)行器上端露出定位外套的部分，切割壓電執(zhí)行器的外套，將壓電執(zhí)行器的上端頭移走，此時(shí)力傳感器數(shù)值顯示為0；再?gòu)膲弘妶?zhí)行器頂部對(duì)其內(nèi)部的壓電陶瓷堆施加向下的力F2，直到力傳感器顯示的數(shù)值為F1時(shí)，記錄F2的數(shù)值，則壓電執(zhí)行器的預(yù)緊力為F2-F1。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本測(cè)量方法安裝方便，剔除安裝上產(chǎn)生的測(cè)量誤差，測(cè)量精度高，能夠真實(shí)的反映壓電執(zhí)行器預(yù)緊力。

附圖說明

圖1?壓電執(zhí)行器封裝結(jié)構(gòu)圖。

圖2?壓電執(zhí)行器彈性封頭結(jié)構(gòu)放大圖。

圖3?本發(fā)明測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)及使用狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明要在噴油器壓電晶體執(zhí)行器封裝預(yù)緊力范圍未知，下端薄片彈簧剛度未知，預(yù)壓縮量未知的情況下，進(jìn)行封裝預(yù)緊力的測(cè)量。