逆压电效应的压电常数和压电陶瓷微位移驱动器

本文介绍了由过压电效应的应变-电场曲线测得弱场和强场下的压电常数d₃₃、d₃₁．测量发现S～E曲线上呈现应变和压电系数突增的阈值场强E_b,用铁电陶瓷固有的90°畴转向对应变的贡献进行了分析和讨论．该方法与以往常用的正压电效应的压电常数测试相比,方便、简单,尤其对过压电效应的压电微位移驱动器应用更具有实际意义．     

晶体结构对压电陶瓷微位移驱动器特性的影响

对钙钛矿结构的ＰＺＴ－５和钨青铜结构的ＰＢＮＮ二种压电陶瓷制成的压电微位移器进行了电压－位移特性的比较和分析，发现我们所研制的ＰＢＮＮ压电微位移器具有线性好、回零好、等优点。     

压电陶瓷微位移系统的变参数PID闭环控制方法

针对压电陶瓷器件在精密定位控制中存在的迟滞、蠕变和位移非线性等不足,本文采用压电陶瓷直接粘贴应变片组成测量电桥作为位置反馈环节,设计了带上下限位的变参数PID闭环控制微位移系统,达到了预期的控制精度和效果.     

高控位精度横向模压电微位移器的研究

介绍了d31横向伸缩模式压电徽位移驱动器的制作过程,应用高稳定的填满钨青铜型压电陶瓷作为该器件制备的基料,利用P-F干涉仪原理测量了电场-位移特性曲线,由此计算了压电常数d31并进行了讨论。该器件具有电控应变(位移)线性度高、滞后量小以及结构简单、制作工艺方便等特点,它在精密光学等技术领域有一定应用价值。     

改善PZT微位移器线性的一种方法

根据锆钛酸铅压电陶瓷的逆压电效应。设计了以８０３１单片机为核心的压电陶瓷堆微位移器提高了ＰＺＴ的线性，从而满足了在天文自适应系统中所要求的精确微位的应用。     

压电陶瓷驱动器菱形位移放大机构的动态应变测量

为监测压电陶瓷驱动器并联驱动时各自的动态输出状态,利用压电陶瓷驱动器中位移放大机构的菱形对称结构建立全桥应变测量方法,通过位移放大机构菱边在振动过程中的动态应变变化来反映压电陶瓷驱动器的工作状态。对不同状态下位移放大机构菱边的动态应变进行实验研究,结果表明:利用位移放大机构对称菱边建立的全桥应变测量方法能够有效获取位移放大机构在振动过程中的动态应变变化,且能够对位移放大机构的运行状态进行实时监测,在带负载和不带负载情况下,设计的位移放大机构菱边在振动过程中的应变量级都在几个微应变,该测量结果也反映出设计的位移放大机构刚度较好,能够保证压电陶瓷驱动器有较好的输出性能。     

PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能研究

采用陶瓷坯膜流延成型和陶瓷坯膜／金属内电极共烧技术,制作了多层片式高含铅PZT软性压电陶瓷微驱动器．该器件具有体积小、工作电压低、位移量大（38V,1.05μm）的特点．本文对制作的多层片式器件在直流和单向交流工作电压的作用下产生的静态和动态位移特性,从PZT压电陶瓷材料的晶体和电畴结构特点进行了分析和研究．     

基于VB的纳米级驱动控制系统研究

压电陶瓷拨爪电机具有大行程、高速、位移分辨率高等突出优点,可以避免使用传统的二级驱动,直接实现纳米级驱动定位.利用PCI-7484数据采集卡和FAGOR自反馈光栅数显卡提供的DLL动态连接库函数及VB中的Timer控件,实现了对压电陶瓷拨爪电机的实时可编程控制以及位移信号的获取,成功地构建了纳米级驱动控制系统.经测试,该系统的位移分辨率可达10 nm.     

一种D／A板输出控制的相移器设计

相移器对光学测量具有非常重要的意义。本采用一般的压电陶瓷柱和自行设计制作的40～300V直流可调电源制作了经济型相移器,并由计算机通过D/A转换板输出电压进行控制,做到了压电陶瓷非线性补偿和CCD采集图修的一体控制,经过标定,在压电陶瓷达到稳定时,其微位移量可达几个纳米,重复性很好。     

应变反馈式压电陶瓷微位移驱动器的研制

介绍了采用应变片测量压电陶瓷微位移驱动器位移的原理和设计思想,介绍了实验装置的结构,给出了实验结果,证明将应变片直接粘贴在压电陶瓷基体表面测量其位移的方法是可行性的;通过对压电陶瓷滞回特性的测定,提出了建立压电陶瓷的控制模型的基本思路。     

基于压电陶瓷的引信物理电源的建模与设计

压电陶瓷能将弹药发射环境中的机械能转换为电能,压电电源就是基于此特性为引信供电的环境能源。提出一种压电发电建模方法,利用其对引信压电电源的发电特性进行了理论研究。共包括两个步骤:利用总能量求偏导法推导出并联压电叠堆产生的电压、电荷及电能公式;将压电结构发电模型等效为电路形式,利用电路知识分析得到压电电源的电能输出表达式。然后利用MATLAB软件进行了数值仿真分析,最后以所得理论模型为指导、以最大化提高发电量为目的进行压电电源的设计。     

国外压电陶瓷声马达的发展近况

压电陶瓷声马达是一种利用压电陶瓷基片基片或薄膜,电致伸缩材料等功能部件实现驱动的新型驱动器,它不同于传统的电磁马达和静电马达,国外已经在精密仪器,航天航空,自动控制,办公自动化,微型机械系统,微装配,精密定位等领域得到了实际应用,总结了国际上压电陶瓷声马达的最新研究内容及成果,并提出了进一步开发研究的几点建议,这对我国压电声马达的研究以及相应产品的开发将起到积极的促进使用。     

压电变压器的研究进展

压电变压器利用压电陶瓷材料自身的压电和逆压电效应来实现升降压，同传统的电磁变压器相比较，具有体积小、无电磁污染、升压比随工作频率和阻抗变化的特点。本文详细评述了用于压电变压器的铁电陶瓷材料的电畴特性、性能参数和掺杂改性的方法，以及压电变压器的变压原理、一般等效电路图和各种各样的压电变压器，分析了现阶段压电变压器存在的问题，并展望了压电变压器的发展方向。     

Experimental investigation on the piezo-composite actuator with piezoelectric single-crystal layer

Studies on muscle mimicking actuators have increased in the last two decades due to the possibility of various applications for compact lightweight actuators including small unmanned aircrafts, missile, and biomimetic robots. Piezoelectric materials have been used in a variety of applications ranging from shape control of structure and active vibration control of structure to noise suppression due to compact size and good frequency response. Conventional polycrystal piezoelectric ceramic materials, however, have limited actuating strains and displacement, hindering their use in actuators for small aerospace vehicles. In this study, the design and fabrication method of an actuator with a piezoelectric single-crystal layer were investigated to increase the actuation strain and displacement. From a comparison of the performance of the LIPCA-C2 and LIPCA-S prototypes, it was found that the new LIPCA-S2, which has much higher coefficient of the unimorph actuator, can generate an actuating displacement more than twice that of LIPCA-C2.     

空分复用压电自感知执行器执行与传感效果研究

结构振动主动控制可以采用压电自感知执行器。空分复用解耦方法是实现压电自感知执行器的一种新方法，实质是采用几何方法解耦，即将压电片的一个完整电极分割为执行区和传感区以实现自感知。本文以悬臂梁为对象，以涡流位移计作为标准传感器，对两种电极分割方式的压电片的传感和执行效果进行了实验研究。通过测量压电梁的频率特性，证明了空分复用的压电陶瓷片同时兼有传感和执行两种功能。实验结果也表明传感区的敏感输出受到执行区激励电压的静电耦合的影响，利用悬臂梁存在反谐振点的特性，提出了一种定量测量静电耦合的方法，并测定了不同电极宽度、不同极间隙下的静电耦合系数。本文的工作为采用空分复用的压电自感知执行器进行振动主动控制奠定了基础。     

高频宽带圆管换能器研究

压电圆管换能器是水声领域中广泛应用的换能器之一,它一般采用压电圆管的径向振动模态。利用压电圆管的径向振动模态和高阶振动模态来实现圆管的宽带发射性能。采用有限元方法对圆管换能器进行了分析,利用ANSYS软件建立圆管换能器的有限元模型,并对其进行结构优化。最终所制作换能器的径向谐振频率为47.5kHz,其工作带宽为40~80kHz,发送电压响应起伏不超过±4dB,最大发送电压响应为150dB。研究结果表明：所采用的有限元法计算结果与测试结果吻合较好,换能器实现了高频、宽带、水平无指向性的发射性能。     

基于ANSYS的0-3型压电复合材料电荷分布

通过MATLAB软件对陶瓷颗粒均匀分布的0-3型压电陶瓷/聚合物复合材料进行了建模, 通过有限元分析软件ANSYS, 研究了压电复合材料受力时内部应力分布及电荷分布状态, 同时研究了压电陶瓷颗粒体积分数及静态载荷变化时, 压电陶瓷/聚合物复合材料中压电陶瓷产生的最大节点电压的变化情况。研究表明: 压电陶瓷/聚合物复合材料在受力时, 压电相受到的应力远远大于聚合物相, 压电相棱角处受到的应力最大, 产生的电荷最多。随着压电陶瓷体积分数变化, 压电复合材料中压电陶瓷产生的最大节点电压也增加, 当压电陶瓷体积分数达到30%时, 产生的最大节点电压达到2.86×10^-5 V。随着静态载荷的增加, 压电复合材料产生的最大节点电压呈线性增加, 阻尼效果越明显, 与文献中的实验结果吻合。     

基于压电材料的主动吸声降噪方法研究

提出了用压电材料进行主动吸声的方法。用压电材料作为主动吸声系统中的吸声材料,通过等间距布置于压电材料正前方的两个麦克风传感器,检测出平面入射声波与反射声波,利用压电材料的压电性能,在压电材料上加电压使得反射声波为零,从而达到主动吸声的目的。最后对不同频率入射的声波用matlab语言进行了仿真,仿真结果表明文中所提方法的可行性。     

基于压电材料的主动吸声降噪方法研究

提出了用压电材料进行主动吸声的方法.用压电陶瓷作为主动吸声系统中的吸声材料,通过等间距布置于压电陶瓷正前方的两个麦克风传感器,检测出平面入射声波与反射声波,利用压电陶瓷的压电性能,在压电陶瓷上加电压使得反射声波为零,从而达到主动吸声的目的.最后对不同频率入射的声波用matlab语言进行了仿真,仿真结果表明文中所提方法的可行性.