|
| |
|
|
Měření parametrů piezoelektrických aktivních prvků snímačů akustické emise
Fialka, Jiří ; Erhart,, Jiří (oponent) ; Sedlák, Petr (oponent) ; Beneš, Petr (vedoucí práce)
Práce se věnuje problematice měření parametrů piezoelektrických materiálů a vlivu teploty na jejich stabilitu. V úvodní části je stručně vysvětlena problematika piezoelektrického jevu, jeho využití, způsob výroby piezoelektrických materiálů a metody měření jejich vlastností. V praktické části práce je přehledně uveden postup měření a výpočtu kompletní matice materiálových koeficientů z definovaných vzorků PZT keramiky. Postupnou úpravou dostatečně velkého disku byla vyrobena celá sada piezoelektrických vzorků pro všechny typy kmitů, splňující kritéria příslušných norem. Tenký plátek pro příčně podélné kmity, tenký disk pro radiální a tloušťkové kmity, váleček pro tloušťkově podélné kmity a tenký plátek pro tloušťkově střižné kmity. Ke stanovení matice koeficientů a popisu postupu měření byla použita keramika NCE51 firmy Noliac, příp. i starší PCM51. V obou případech se jedná o měkkou PZT keramiku složenou z tuhých roztoků zirkoničitanu olovnatého a titaničitanu olovnatého Pb(Zr1-x,Tix)O3. Vzájemný molární poměr zirkonu a titanu definuje krystalografickou strukturu uvnitř keramiky a jednotlivé fázové přechody. Skutečná struktura a chemické složení měřených vzorků byly ověřeny rentgenovou difrakční spektroskopií respektive prvkovou analýzou energiově disperzní spektroskopií (EDS). K měření vzorků a následnému výpočtu všech koeficientů byla použita frekvenční metoda. Pro měření bylo využito precizního impedančního analyzátoru Agilent 4294A a měřicí pinzety Tweezers Contact Test Fixture 16334A. Provedenými experimenty byla ověřena možnost rychlého stanovení kompletní matice koeficientů piezoelektrické keramiky bez větších nároků na výrobu sady vzorků nutných pro měření. Získaná hodnota nábojového koeficientu byla ověřena přímými metodami, optickou metodou využívající laserového interferometru, vibrometrickou metodou a metodou skokové změny síly působící na element. Na základě provedených měření a experimentů byly metody porovnány a definovány jejich výhody a nevýhody. Hlavní pozornost byla věnována problematice chování piezoelektrického materiálu při teplotách v okolí Curieova bodu. Depolarizace zvýšenou teplotou v okolí Curieova bodu je významnou materiálovou vlastností PZT keramiky, která je však obtížně měřitelná. Využití běžné vibrometrické metody (d33-metry) pro měření teplotních závislostí je technologicky náročné, proto byla použita pro stanovení teplotních závislostí frekvenční metoda. Jako indikátor zobrazující stav depolarizace PZT keramiky byl zvolen piezoelektrický nábojový koeficient, jehož hodnotu lze frekvenční metodou dobře měřit. Přesnost frekvenční metody byla ověřena porovnáním s vibrometrickou metodou na různých rozměrech válečků z PZT keramiky NCE51, určených pro podélné typy kmitů. Výsledkem práce je ověřená metodika měření, která umožňuje dosáhnout přesného stanovení hodnoty Curieova bodu, tzn. fázového přechodu keramiky do kubické krystalografické struktury. Experiment rovněž prokázal možnost postupné řízené depolarizace keramiky pomocí vysoké teploty a současně i hranice teploty, při kterých již začíná docházet k nevratné změně piezoelektrických vlastností PZT keramiky. U keramiky NCE51 respektive PCM51 dochází k nevratným změnám na 95% Curieovy teploty.
|
|
|
Modelování a verifikace piezoelektrického generátoru
Lán, Radek ; Singule, Vladislav (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vytvořením, určením parametrů a ověřením modelu piezolektrického generátoru. Tento matematický model by měl sloužit jako nástroj při vývoji nových generátorů a to zejména při analýze využitelnosti dostupného zdroje energie (vibrace) a pro samotný návrh. Nejprve je v práci provedena rešerše způsobů získávání energie z okolí, která je dále rozvedena v podrobný popis piezoelektrických generátorů a způsobů jejich modelování. V práci je popsána metodika určení parametrů a vytvoření modelu ve stavovém tvaru nebo jako model v MATLAB/Simulink. Postupy uvedené v práci jsou demonstrovány na komerčně dostupném generátoru. V rámci práce je vytvořen přípravek, který slouží jako univerzální nástroj při experimentech s generátorem. Na závěr práce je model aplikován při analýze výtěžnosti energie z lidské chůze a krátce je představena modifikace modelu.
|
|
|
Návrh mikroaktuátoru s využitím SMART materiálů
Hradil, Aleš ; Houška, Pavel (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem mikroaktuátoru s využitím SMART materiálu. První část srovnává skupinu SMART materiálů vhodnou na konstrukci aktuátorů z pohledu reakce na podnět zejména formou deformace. Druhá část se věnuje teorii piezoelektrického jevu, popisu přímého a nepřímého jevu, vysvětlením piezoelektrických konstant a charakteristice piezoelektrických materiálů. Popisuje základní typy piezoelektrických aktuátorů a principu činnosti piezoelektrických motorů. Poslední část se věnuje problematice modelování piezoelektrického materiálu v modelačním programu ANSYS 13.0, návrhu geometrie aktuátoru, dimenzování geometrických parametrů a zhodnocení vlivu změn těchto parametrů na výsledný pohyb.
|
|
|
Řízení piezomotoru
Robotka, Jan ; Richter, Miloslav (oponent) ; Macho, Tomáš (vedoucí práce)
Práce má za cíl navrhnout a realizovat řídicí systém pro nový typ piezomotoru s akčními prvky MPA za účelem naměření charakteristik tohoto piezomotoru, potřebných pro jeho využití v praxi. V textu jsou nejprve zpracovány teoretické podklady potřebné pro návrh řídicího systému. V nich autor popisuje princip piezoelektrického jevu a zabývá se problematikou piezomotorů, které jsou na tomto principu založeny. Jsou zpracovány především teoretické poznatky týkající se daného piezomotoru. Dále popisuje vlastnosti mikrokontroléru C8051F015 založeném na procesorovém jádru 8051, který tvoří základní kámen celého řídicího systému. Ve větší míře jsou popsány jeho periférie, které jsou v řídicím systému využity. Jednou z hlavních částí textu je návrh obvodu analogové desky vytvářející pilový průběh napětí na piezokrystalech piezomotoru. Postupně jsou pomocí obrázků popsány jeho jednotlivé části. Celý obvod je řízen digitálními a analogovými výstupy z mikrokontroléru. Další část práce je zaměřena na propojení mikrokontroléru s nadřazeným PC, který mu po sériové lince předává pokyny od uživatele. Jsou ukázány možnosti navržené aplikace a popsány důležité programové komponenty, které jsou v této aplikaci použity. Neméně důležitý je samotný program do mikrokontroléru, který zpracovává příchozí zprávy z PC a podle nich ovládá své digitální a analogové výstupy. V následující kapitole je ukázána konstrukce řízeného piezomotoru a realizace prototypu řídicího systému. Závěr práce je věnován měření charakteristik piezomotoru, které zobrazují závislosti délky jednoho kroku piezomotoru na frekvenci, amplitudě napětí a svislém přítlaku. Výsledkem projektu, který je v této práci zpracován, je funkční řídicí systém pro daný piezomotor s možností řízení uživatelem přes aplikaci v PC. Získané charakteristiky piezomotoru budou použity pro jeho uvedení do praxe.
|
|
|
PiezoLegs motor v lékařské aplikaci
Plass, Petr ; Koláčný, Josef (oponent) ; Ondrák, Tomáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá objasněním základních pojmů týkajících se piezoelektrických motorů včetně principu piezoelektrického jevu. Analyzuje rychlosti pohybu PiezoWave motoru při zatěžování a hodnotí průběhy napájecího napětí dodané demo řídící jednotky. Dále se zabývá pohonem s krokovým a stejnosměrným motorem, srovnává je s piezoelektrickým motorem a vybírá nejvhodnější variantu pro pohon čerpadla umělého srdce. Dále seznamuje s prací v programu i-Speed 2 pro analýzu záběrů z rychlokamery a podává stručný návod k připojení, nastavení a programování pohonu připojeného k řídící jednotce EPOS P.
|
|
|
Chování feroelektrik v teplotní oblasti
Czanadi, Jindřich ; Polsterová, Helena (oponent) ; Rozsívalová, Zdenka (vedoucí práce)
Předložená práce popisuje vlastnosti a využití feroelektrických materiálů, které mají uplatnění v elektronickém a elektrotechnickém průmyslu. Práce pojednává o chování feroelektrik v teplotní oblasti. Bylo navrženo vhodné pracoviště a jeho funkčnost byla ověřena na vybraných vzorcích feroelektrik v závislosti teploty na složkách komplexní permitivity.
|
|
|
Zařízení pro ovládání mikroposuvu
Kokeš, Ondřej ; Bajer, Arnošt (oponent) ; Kadlec, Jaroslav (vedoucí práce)
Předkládaná práce analyzuje funkci konkrétního typu mikroposuvu za účelem navrhnout a sestavit elektronické zařízení vhodné k ovládání pohybu jezdce mikroposuvu. V souladu s dokumentací je zde uveden popis řídících signálů a možností jejich generování s ohledem na výslednou přesnost pohybu jezdce. Hlavním zaměřením práce je popis elektronické jednotky od napájecího zdroje, přes řídící mikroprocesorovou část, až po koncový stupeň, na který se přímo připojuje mikroposuv. Součástí je i programové vybavení pro mikrokontrolér a počítač, popis komunikace, měření a kalibrace pohybu a návrh na uzavření regulační smyčky pro další zvýšení přesnosti pohybu.
|
|
|
Filtr s akustickou povrchovou vlnou
Tichý, Jakub ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Raida, Zbyněk (vedoucí práce)
Teoretická část této práce se zabývá principy a vlastnostmi filtru s akustickou povrchovou vlnou. Je zde vysvětlen princip magnetostrikce a piezoelektrického jevu, který filtr využívá. V praktické části jsou v programu Comsol Multiphysics vytvořeny tři jednoduché modely SAW filtru. Jsou nalezeny některé vidy a vše je srovnáno s předem známými výsledky. V další fázi práce jsou modely důkladněji zkoumány pomocí parametrických analýz. V poslední fázi práce je aplikována globální optimalizační rutina PSO na admitanční charakteristiku jednoduché 2D struktury. Výsledky jsou porovnány s komerčně vyráběnými součástkami.
|
|
| |
host ::
RSS.