同步箝位压电马达的运动特性仿真

为研究同步箝位控制压电马达的动力学特性,运用系统仿真软件Maplesim,分别建立箝位开关、压电陶瓷片和单自由度振子的数值模型,进行了压电马达进行了整体性能仿真。该动态模型的仿真结果表明,该压电马达具有良好的步进特性,在驱动电压和占空比分别为100 V和50%时,空载单次步距为8.182 μm;输出轴平均速度随驱动电压的增加而增加,随负载和占空比的增加而减小,呈一定的函数关系。该仿真对压电箝位马达在实验和使用时的控制参数调节提供了重要参考。     

弯曲摆动作用下MFC输出开路电压幅值的研究

为了对基于柔性压电材料的流致振动俘能装置的设计优化提供技术支持,对一种压电纤维复合材料（MFC）的压电纤维片在弯曲摆动作用下的压电特性展开研究。首先理论分析了MFC压电纤维片的压电输出机理,并建立了压电模型,得出影响MFC压电纤维片输出开路电压幅值大小的各种因素;然后设计搭建了一种基于步进电机的MFC压电纤维片往复弯曲摆动试验台,利用该试验台研究了MFC压电纤维片在不同弯曲角度、弯曲摆动速度、基板、表面积等因素下的压电特性。研究结果表明,MFC压电纤维片的输出开路电压幅值随纤维片弯曲角度的增加而增大,当输出电压幅值达到最大值,继续增加弯曲角度,输出开路电压幅值不会产生明显变化;其输出开路电压幅值随压电片表面积的增加而变大;弯曲摆动速度及基板对输出开路电压幅值影响较小。     

重组嵌合受体anti-erbB2 scFv-CD28-ζ全基因合成及其真核表达载体的构建

提出了一种可用于多种压电马达的压电陶瓷多管致动器,理论分析了四管致动器的静、动态特性,给出了弯曲挠度、力矩及共振模态的计算公式.研制了基于此结构的弯曲摇头式压电马达并进行了性能测试.该马达定子使用了4个外径是ф1.0 mm的压电陶瓷管.静态时,马达定子的端部轨迹接近于圆.该马达可工作在共振频率附近,当驱动电压峰-峰值为120 V时,马达在其共振频率3.5 kHz时的最大空载转速为1 980 r/min.     

压电尺蠖直线电机的设计

为实现大行程、高分辨率精密驱动,该文提出了一种压电尺蠖直线电机的设计方法。首先,基于尺蠖运动原理,对电机进行了结构设计,它包括左、右箝位机构、驱动机构和输出轴,左、右箝位机构结构相同,用来对输出轴交替箝位与释放,驱动机构可以微米级及纳米级地步进输出位移,在左、右箝位机构及驱动机构的共同作用下,输出轴可连续输出大行程直线位移,该电机结构简单紧凑,便于调节,并可断电自锁;其次,采用有限元法对箝位机构及驱动机构进行了仿真分析,初步获得了电机的静、动态特性;最后,基于所搭建的实验系统,对电机的静、动态特性进行了测试。结果表明,在5mm的运动范围内,电机输出位移具有良好的直线性;在50 Hz的驱动电压作用下,电机运动速度为59.1μm/s;电机输出位移具有较高的分辨率,达到21nm。     

螺旋箝位双向大推力压电直线作动器研究

设计了一种基于螺旋箝位原理的尺蠖式压电直线作动器,它可实现大推力、大行程双向作动。阐述了螺旋箝位运动原理,进行作动器的结构设计。通过ANSYS有限元仿真分析了箝位力对端面的影响,并对力矩电机主轴进行强度校核,分析了计算力矩电机转速与压电叠堆驱动频率的匹配关系。最后,搭建实验测试系统。结果表明,该作动器在叠堆驱动电压为150 V、频率100 Hz、电机转速150 r/min时,获得最大推力为190 N,行程可达60 mm。     

基于悬臂梁结构的惯性冲击直线压电马达

针对大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST）观测光纤扫描定位的需求,设计了一种基于悬臂梁结构的惯性冲击直线压电马达,分析了该压电马达的驱动机理。为避免共振,采用有限元仿真法获得了振动座的一阶共振频率。设计加工了马达样机,搭建了实验平台,并进行了马达性能测试与分析。结果表明,在预紧力为0.2 N,驱动信号为锯齿波偏置一半,当电压峰 峰值为60 V（600 Hz）时,马达无负载速度为1.83 mm/s,当电压峰 峰值是15 V时,马达的位移分辨率为0.8 μm;当预紧力为0.4 N,驱动信号峰 峰值为60 V（600 Hz）时,马达最大负载为0.18 N,行程为40.5 mm。马达的性能参数符合光纤定位器扫描需求。     

压电微泵的特性测试与分析

本文对压电驱动微泵的工作特性进行了系统测试，利用高压方波信号源产生频率和电压可调的信号来驱动微泵，采用高精度电子秤测量固定时间(10s)内微泵输送液体的质量大小，并对工作特性进行相关分析，总结了压电微泵的输送流量随液体黏度、驱动电压和驱动频率之间的关系。结果表明，在相同的驱动条件下，液体黏度越大，压电微泵输送的流量越小，在固定的驱动电压下，当驱动频率为泵膜的谐振频率时压电微泵输送的流量最大，高于或低于驱动频率时输送的流量越来越小，在固定的驱动频率下(谐振频率)，压电微泵输送的流量随驱动电压的升高而增加。研究结果为压电微泵的优化设计和实际应用提供了依据。     

基于光杠杆原理测量压电陶瓷压电特性的方法

提出了一种基于光杠杆原理测量压电陶瓷伸长量,对压电陶瓷压电特性进行检测验证的方法。该方法不需要专门的测量仪器,采用常用的材料搭建简便的光路,运用光杠杆原理通过对反射光斑位移的测量,测得不同的电压驱动时压电陶瓷相应的伸长量。文中介绍了光路的搭建,并且对相应的实验数据进行处理和分析。结果显示,在外加电压为0~60V之间,所取的6个点所测的压电陶瓷的伸长量与厂家给出相应参数基本相符,满足实验室对压电陶瓷压电特性测定的要求。     

压电马达驱动控制电路的研究

分析和设计了一种频率可调式小型化压电马达驱动控制电路,能够输出单路和双路信号(相位差为90°),驱动控制驻波型和行波型压电马达,并实现了无线遥控,输出频率范围在0～150 kHz,输出电压可以通过改变变压器的匝数比进行调节.通过实验证实了这种驱动电路能够满足压电马达驱动的要求.     

四足压电驱动装置的电源设计与研究

压电驱动装置具有纳米级/微米级定位的特性,被广泛应用于精密控制运动平台中,故对压电驱动装置的速度和精度的要求越来越高。根据步进式压电马达驱动原理,结合四足压电驱动装置动力学模型,设计了一种用于新型叠堆结构的四足压电驱动装置的驱动电源。该电源是高电压为±250 V和高频率为1.5 kHz的线性电源,且采用硬件阻抗补偿和信号切换两种策略,进一步解决了容性负载对信号频宽影响的问题,使四足压电驱动装置高精度恒速输出。同时应用硬件在环仿真与测试的方法搭建了实验平台。实验结果表明,在精度为1 nm分辨率的激光干涉仪采集设备中,实现了点对点50.7 nm的四足压电驱动装置的运动测试。     

基于双压电晶片的喷嘴挡板伺服阀

研究了一种基于双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀,给出了双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀的基本机构。对双压电晶片在不同频率、介质、基板尺寸及晶片厚度下的变形情况进行了深入的分析,并通过试验初步验证了双压电晶片喷嘴挡板式伺服阀的相关性能,给出了流量、压力特性曲线,对试验结果进行了分析,得出了相关的结论。     

压电型步进式精密直线驱动器的试验研究

利用压电陶瓷的逆压电效应,基于步进运动原理和误差补偿技术设计了一种高精度定位的大行程精密直线驱动器,制作了样机,进行了静态特性和幅频特性测试以及运动性能试验,给出了驱动器的移动速度与工作电压、频率之间的试验关系曲线.结果表明在计算机闭环控制下,驱动器能稳定地实现双向运动,在行程1 mm时,定位精度达士0.01 μm,有效驱动力达13.5 N.     

压电执行器及其在液压阀中的应用

以压电执行器为核心的高速开关阀及伺服阀等压电式液压阀具有频响高,微动性能好,结构紧凑等优点,是新型阀控类型之一,受到国内外研究者的持续关注。首先,该文介绍了阀用压电执行器的分类和特点,根据工作原理分为直推式和步进式2类4种形式;其次,对先导型、直动型、喷嘴挡板型和开关型4种典型压电阀的研究进展进行了梳理,分析了各自的代表性结构、性能特点。结果表明,随着未来对液压阀精密化、智能化需求的提升,压电液压阀的应用前景更广。因此,除高性能介电材料开发外,如微位移放大、迟滞补偿控制等关键压电驱动与控制技术仍有待深入研究。     

传感器的低频特性对高冲击测试的影响研究

根据航天、航空环境中加速度的测试特点,对比分析了压电传感器和压阻传感器在高冲击环境下的测试性能。首先,通过对冲击信号进行建模,仿真分析了不同低频特性的加速度传感器对冲击信号测试的影响;然后,分析了压电、压阻类传感器的低频特性;最后,用冲击试验台验证压电传感器和压阻传感器在模拟的环境下的测试情况,得出低频特性好的传感器(压阻传感器)更适合在高冲击条件下的测量的结论。     

压电叠层传感/致动器的特性研究

压电叠层传感／致动器是智能主动构件中的重要组成部分，是一个机电耦合的交互系统。给出了压电叠层传感／致动器的设计原理，并对压电叠层传感／致动器的动静态工作特性进行了实验研究与分析，揭示了其输出位移大、稳定性和重复性好、滞后效应小等优良特性，为研制性能优良、稳定的智能主动构件提供了依据。     

Zr/Ti比及Sr掺杂对PNN-PSN-PMN-PZT压电陶瓷性能的影响

采用固相烧结法制备了五元系PNN-PSN-PMN-PZT压电陶瓷,通过X线衍射(XRD)研究了组分不同Zr/Ti比的相结构,并研究不同Zr/Ti比和Sr掺杂量对组分介电、压电性能的影响。研究表明,组分的相结构均为单一的钙钛矿结构;随着Zr/Ti比的增加,组分的相结构由三方相向四方相转变,且组分的准同型相界位于r(Zr)/r(Ti)=0.98附近;在r(Zr)/r(Ti)=0.98的组分中掺杂Sr发现,随着Sr含量的逐渐增加,压电陶瓷的介电和压电性能先增加后减小,当x(Sr)=4.0%时,介电和压电性能出现极大值,即介电常数ε~T_(33)/ε_0=3 578,压电常数d_(33)=652pC/N,机电耦合系数k_p=0.81,品质因数Q_m=65,介电损耗tanδ=1.72%,居里温度T_C=191℃,且具有典型的介电弛豫特性。     

冲击波超压传感器IEPE电路设计

对压电式冲击波超压传感器压电集成电路(IEPE)的优点、原理及结构进行了分析与探讨,设计了基于分立式器件的IEPE电路。对电路进行了仿真和验证试验,得到了电路的放大倍数、幅频特性、线性度及温度特性。试验结果表明电路频响带宽大于600 kHz,线性度约为0.4%,全温下频响的波动程度小于4.3%,能够满足冲击波超压传感器对IEPE电路的要求。避免了电磁干扰等因素对冲击波压力测试系统的影响,实现了电路小型化,简化了测试系统。对实现IEPE压电式超压传感器有实际意义。     

LiClO_4·3H_2O晶体的压电性能

本文测量了LiClO_4·3H_2O晶体的压电系数,结果为:d_(33)=5.2,d_(31)=-1.0,d_(15)=0.8×10~(-12)C/N。     

压电马达用压电陶瓷的研究

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷 (PZN- PMS- PZT- r Mn O2 )。考察了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷的介电性能和压电性能的影响 ,即室温介电常数 ε、介电损耗 tanδ、居里温度 Tc、机电耦合系数 kp、压电常数 d33和机械品质因数 Qm。随着 Mn含量的增加 ,ε和 tanδ均减小 ;由于内偏置场的影响 ,居里温度 Tc随锰含量的增加而增加。kp 和 d33随 Mn含量的增加而减小 ;而 Qm 表现出较复杂的变化规律 ,随 Mn含量的增加 Qm先增加 ,当 r=0 .2 %时 ,达到最大值 10 0 0 ,当 r>0 .2 %时 ,Qm 下降。实验结果表明 :当 r=0 .2 %的锰掺杂压电陶瓷比较适合制作压电马达 ,其压电性能为 ε=12 0 0、tanδ=0 .0 0 4、Tc=349°C、kp=0 .6 0、d33=380 p C/ N和 Qm=10 0 0