臺灣博碩士論文加值系統

本研究為探討第四代自行研製的模內壓力感測器的缺失，並且加以改良設計新型的壓力感測器。在第四代壓力感測器中有二項缺點：第一，第四代壓力感測器乃是為了解決之前壓電晶體PZT(鋯鈦酸鉛)破裂問題，所以使用彈簧來保護PZT，彈簧選用乃是基於現有的商業彈簧設計尺寸，卻使得軸向頻率降至1.7kHz。低於射出成型機施加負載時作動頻寬約在2kHz。第二，一般射出成型機射出瞬間時間為0.001秒，但第四代壓力感測器受壓力作動後趨於穩定的時間為0.8秒。針對缺失，本研究重新設計壓電晶承體以及一彈性元件，在壓電晶承體材料方面改為絕緣性佳且剛性大的陶瓷。使用ANSYS軟體作結構力學的靜、動態分析，包括壓力感測器工作應力分析，模內壓力與電壓輸出之相應關係，自然頻率、振型及諧振響應分析。

This research is to confer the fourth generation of mold cavity pressure sensor’s shortcomings which was made by oneself, and a new pressure sensor is improved and designed. There are two shortcomings in the fourth generation of pressure sensor: First, in order to solve the PZT problem of crack, the fourth pressure sensor uses the spring to protect the PZT. The existing commercial spring causes the axial frequency to drop to 1.7 kHz which is lower than the injection molding machine’s frequency approximately in 2 kHz. Second, The injecting time of a general injection machines is lower than 0.001 second, but when the fourth pressure sensor was pressured, the time tends to stable is 0.8 second. To disappearances, in this study, we redesign the structure of piezocrystal and the elastic element. Utilize insulation of ceramics and rigidly is strong to as the piezocrystal structure. Use the ANSYS to do the static, dynamic analysis of pressure sensor, the relation that the pressure corresponds with what the voltage outputs in the mold, natural frequency, modal shape and transient analysis.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機 2
1.3文獻回顧 3
1.4研究目的 5
1.5論文架構 6
第二章 壓電理論 7
2.1壓電材料 7
2.1.1 電極化 7
2.1.2 壓電原理 8
2.1.3 壓電特性 9
2.2壓電材料的種類與應用 13
2.3壓電本購方程式 15
2.4壓電式壓力感測器 20
第三章 壓力感測器之探討與研製 22
3.1設計需求 22
3.2前代壓力感測器簡介 25
3.3新型壓力感測器 28
3.3.1 設計改良 28
3.3.2 壓力感測器的封裝外殼 28
3.3.3 壓電晶體承體 31
3.3.4 導針 32
3.3.5 後承體 32
3.3.6 壓電晶體(PZT) 33
3.3.7 新型彈性元件 34
第四章 壓力感測器結構分析 39
4.1 ANSYS運算分析概述 39
4.1.1 元素特性 42
4.1.2 材料參數設定 44
4.1.3 壓電參數設定 45
4.1.4 材料阻泥參數 46
4.2壓電接觸分析 49
4.3結構動力學分析 51
4.4結構模態分析 51
4.4.1 收斂分析 52
4.4.2 壓力感測器模態分析 54
4.5結構動態分析 62
4.5.1 簡諧分析 62
4.4.2 暫態響應分析 67
第五章 結果討論與建議 71
5.1 結果討論 71
5.2 建議 72
參考文獻 73
符號彙編 75
符號彙編(續) 76
作者簡介 77

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