Для сравнительного анализа в качестве примера рассматривались преобразователи со следующими геометрическими характеристиками: размеры пластины 5мм×5мм, толщина 200мкм, зазор между пластинами δ=0,1мм.
Схема электростатического ДС представлена на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 - Электростатический ДС
При напряжении между пластинами электростатического преобразователя U=30 В значение электростатической силы составит
, (3.10)
где ξ - диэлектрическая проницаемость среды, S - площадь пластины
.4.2 Магнитоэлектрический преобразователь
Схема магнитоэлектрического ДС представлена на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4 - Магнитоэлектрический ДС
Магнитоэлектрический ДС фактически представляет собой линейный двигатель, в котором движение пластины происходит в горизонтальной плоскости под действием силы Ампера, пропорциональной величине тока, протекающего по проводящим полоскам
В ДС магнитоэлектрического типа на пластине кремния с линейными размерами, указанными в п. 3.4.1 (b0 - ширина, l - длина пластины), напылены слой изолятора и слой алюминия толщиной 10мкм полосками некоторой ширины b с зазорами между ними Δ=10 мкм (размер зазора выбран из технологических соображений). В зависимости от числа полосок n их ширина определяется по формуле
(3.11)
Ток плавления проводящей полоски равен
. (3.12)
Ограничим максимальный ток проводящей полоски тепловой мощностью, которую возможно отвести через корпус датчика при помощи естественной конвекции. Примем предположение, что тепловая энергия, выделяющаяся на проводящей полоске, мгновенно передаётся на корпус датчика. В соответствии с законом Нюнтона-Рихмана, при теплопередаче через площадь S в окружающую среду без принудительной конвекции максимальная отведённая мощность Q будет равна
, (3.13)
где σ - тепловая проводимость, T0 - температура датчика, Tср - температура окружающей среды
Тогда максимальный ток проводящей полоски будет равен
,(3.14)
где R - сопротивление проводящей полоски.
Индукцию, создаваемую двумя цилиндрическими магнитами, можно рассчитать по формуле
Тл ,(3.15)
где Br - остаточная индукция (для керамического феррита Br = 40 Тл), r - радиус (r = 2.5 мм), l - длина цилиндра (l = 1 мм), d - расстояние от магнитов до пластины (d = 4 мм)
При индукции В=1.8 Тл зависимость силы Ампера от числа полосок представлена на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 - Зависимость силы Ампера от числа полосок
В случае напыления полосок с одной стороны сила будет равна
.(3.16)
В таблице 3.1 приведены значения b, Imax и F для различного числа проводящих полосок на пластине Перейти на страницу: 1 2 3 4 5
Другое по теме:
Приемник радиолокационной станции обнаружения В данном курсовом проекте ставится задача разработки приемника радиолокационной станции обнаружения АИМ сигнала с частотой заполнения 660 МГц, с длительностью импульсов 2 мкс, и частотой повторения 1,2 кГц. РЛС служат для обнаружения целей. Пр ...