新型柔性放大机构的动力学前馈复合控制方法

纳米级精度微位移驱动与控制通常使用压电陶瓷驱动器驱动柔性机构来实现.但是压电陶瓷驱动器行程较小,需要使用柔性放大机构对其位移进行放大,并且压电陶瓷驱动器存在蠕变和迟滞等非线性特性,而这些非线性特性极大影响了其输出位移经放大机构放大后的运动精度.针对以上两点,将传统桥式机构的4条桥臂用Scott-Russell机构代替,...     

微型压电能量采集器的仿真、制造与测试

理论分析得到微悬臂梁式压电能量采集器的设计准则.采用一种新颖的制造工艺,将高性能压电陶瓷锆钛酸铅(PZT)块材与硅片在540 ℃高温下键合1 h后,减薄并切割成形成压电悬臂梁.使用ANSYS软件进行仿真,得到了器件的固有频率、尖端位移和电压输出的频率响应.设计一套振动能量采集器测试装置,并对器件进行测试.测试结果表明,所制得的器件固有频率为2 580 Hz,在10 m/s2的正弦加速度激励下,其输出峰-峰值电压达1.58 V,测试结果与仿真分析基本吻合.     

一种新的光栅微位移测量方法的研究

为了实现光栅莫尔条纹的精确计数和微位移的高精度测量,提出了一种新的莫尔条纹精确计数算法.当光栅移动时,通过CCD摄像器件将莫尔条纹转换为动态光电信号,即随时间变换的正弦信号.利用条纹周期性的能量分布曲线,对移动的莫尔条纹进行精确计数和判向,通过使用Matlab软件编辑界面,直观的显示光栅莫尔条纹移动个数及光栅微小位移.通过对莫尔条纹精确计数达到了对微小位移测量.实验结果表明,测量精度可以达到1μm.     

用于压电执行元件位移放大器上的挠性铰链的挠度,精度和应力分析

在不同的场合象在X—Y精密平台、高精度光纤微调装置、联接器和压电马达上使压电执行元件优越于使用其他类型的执行元件(例如电磁型和液压型)。虽然压电装置能产生的输出力大,但是常用的组合式执行元件位移是15μm,是不能够满足一般工程应用的,为此需要较大的移动范围(0.05～0.5mm或更大)。挠性铰链有许多优点,像运动平稳,不需要润滑,     

基于空间频域算法的白光干涉微位移测量法

为了满足光学及精密机械领域精密测量的要求,提高微位移器位移量的测量精度,在对传统的接触式干涉仪改造的基础上,采用空间频域算法计算出了白光干涉图零级条纹的中心位置,并根据零级条纹中心的移动量得到待测的微位移量.该方法能够测量连续和阶跃变化的位移量.实验以压电陶瓷微位移装置(PZT)为例,测试了其电压一位移曲线,测量重复性达到1 nm.结果表明,该方案稳定有效,不易受噪声和色散的影响,测量重复性好.     

13位Sin/D转换器IC-NQ及其应用

详细介绍德国IC-Haus公司生产的13位Sin/D转换器IC-NQ的性能特点、引脚功能、工作原理、数据输出接口、应用设置.结合光栅读数头和精密运算放大电路,通过对该器件的编程设定细分数,实现了光栅位移测量系统,并将其应用于粗糙度测量仪中.试验结果表明,该器件运行稳定,性能可靠,可有效提高光栅位移测量系统的位移分辨率,达到位移的0.1μm的细分,为设计高精度粗糙度仪提供参考.     

压电常数激光测试仪

近年来,常采用压电陶瓷作为精密微调机构的传动源.它在导弹、激光频率调谐等方面都有广泛的应用.目前用在激光器上的压电陶瓷有国盘、园筒、园盘叠堆和园形弯板等几种.无论采用哪一种形式的压电陶瓷,器件工作者最关心的是压电常数,位移线性度和位移平行度.由于压电陶瓷的制造工艺复杂,质量很难严格控制.即使采用相同配方,相同工艺的产品,也很难保证这些参数完全相同.又由于老化等不稳定因素,因此,在使用前必须逐个挑选.本文就压电常数,位移线性度和位移平行度的测试,提供一种简单而实用的测试手段,可供工厂成批产品检验使用.     

基于FPGA的压电陶瓷驱动电源的设计与研究

压电陶瓷(PZT)微位移器是近年发展起来的新型微位移器件,其具有体积小,推力大,精度高等特点,驱动电源是压电陶瓷微位移器应用中的关键部件.该文通过研究直接数字频率合成技术(DDS)及任意波形发生器的相关技术,采用现场可编程逻辑器件(FPGA)与单片机相结合的模式成功设计了PZT驱动电源.测量结果表明,所设计的驱动电路输出电阻小,负载能力大,电路结构简单可靠,响应速度快,有良好的动态性能.     

一种新型高精度线性压电激励器的研制

报道了一种新型压电线性激励器，设计出它的结构，完成了器件制作。设计测试系统对其性能进行测试。器件的线性步进位移特性明显，具有步进模式和连续线性位移模式。行程可达几个厘米、位移分辨率为0．1μm、运行速度可达0．6mm/s。激励器结构简单，控制方便，适于研制闭环控制高精度定位系统。     

压电陶瓷微位移特性的电脑接触式干涉测量法

介绍了压电陶瓷微位移器的工作原理，在此基础上提出了一种用由立式接触式干涉仪改造的电脑接触式干涉仪测量微位移特性的方法。其完善的测试软件系统，实现了对压电陶瓷微位移量的自动化、智能化精密测量。并对自行设计的压电陶瓷微位移装置进行了测试，得出电压－位移的关系曲线和迟滞曲线，精度和重复性值达０．０１μｍ。     

激光干涉条纹锁定系统测量地面低频振动谱

地面振动噪声是在地面高精度实验中一个重要的误差来源,安静环境下地面振动噪声水平的幅度为纳米量级,通常干涉仪无法直接测量.设计并制作用于了纳米精度测量的激光干涉仪反馈控制系统,该系统由激光器及稳频装置、干涉系统、检测及控制电路和位移反馈执行机(压电陶瓷)组成.采用一个长周期的折叠摆对水平方向0.3 Hz以下的振动频率进行...     

用VB数据库实现压电陶瓷Preisach模型及定位控制

压电陶瓷器件在精密定位和微位移控制中得到了广泛的应用，但是它也存在着迟滞、蠕变和非线性等不足。preisach数学模型可用来描述压电陶瓷的迟滞特性，并根据电压变化的历史预测电压的对应位移量。根据压电陶瓷的特性及利用VB数据库技术实现preisach数学模型的改进形式，使压电陶瓷的位移控制精度得到提高和改进。     

压电驱动三维纳米这位系统的研究

在纳米科学与技术领域,纳米定位技术是实现纳米加工与测量的关键技术.本文作者采用柔性铰链为弹性导轨、压电陶瓷为微位移驱动器,设计了一种新颖的三维纳米定位机构.给出了其刚度公式和动力学模型,对压电陶瓷的压电误差及其补偿方法进行了分析.结合激光干涉仪微位移检测装置.设计并研制了数字闭环控制的三维纳米定位系统.验表明,该纳米定位系统定位精度优于±0.03 μm,定位分辨力3 nm.最大定位时间40 ms.     

13位Sin／D转换器IC—NQ及其应用

详细介绍德国IC—Haus公司生产的13位Sin／D转换器IC—NQ的性能特点、引脚功能、工作原理、数据输出接口、应用设置。结合光栅读数头和精密运算放大电路,通过对该器件的编程设定细分数．实现了光栅位移测量系统,并将其应用于粗糙度测量仪中。试验结果表明,该器件运行稳定,性能可靠,可有效提高光栅位移测量系统的位移分辨率,达到位移的0．1μm的细分,为设计高精度粗糙度仪提供参考。     

电子束作图装置HL—600系列

随着集成电路器件微细化的进展,采用电子束作图装置就越来越显得必要了。这种装置以往用来制作集成电路图形原版的掩模和一次版,其微细性和高精度已被人们所重视。最近,它作为直接在圆片上曝光制作集成电路图形的装置,与QTAT以及尖端器件的一部分微细图形加工用的装置——缩小投影曝光装置等混合使用了。为了探讨电子     

压电陶瓷致动器自适应逆控制方法的研究

压电陶瓷器件在精密定位和微位移控制中得到了广泛的应用，但是它也存在着迟滞，蠕变和位移非线性等不足，该文将自适应逆控制思想应用于对压电陶瓷致动器的控制，通过对其机电变换特性的分析，用自适应法建立压电陶瓷的迟滞蠕变模型和逆模型，并且在此基础上建立实验系统，对压电陶瓷致动器进行自适应逆控制法的研究，实验数据分析结果表明，该控制方法有良好的学习功能，系统的输出线性误差从28．1％减少到1．56％。     

压电换能器长度位移测量的一种新方法

针对合成孔径激光雷达光源调腔用压电换能器(PZT)长度位移进行高精度测量的需要,提出一种基于干涉图像灰度最佳估计的双光束干涉测量方法.通过合理设计算法,理论上测量分辨率能够达到光源激光器波长的1/1024;实验上对一管型PZT的长度位移进行了测量,精度达到10 nm量级.     

一种压电陶瓷微位移测量的新方法

提出了一种简单、有效的基于光纤Fabry-Perot干涉的压电陶瓷(PZT)微位移测量的新装置,为提高干涉现象,在Fabry-Perot干涉腔两端面上分别镀不同反射率的薄膜.通过软件编程快速实现对干涉条纹的计数进而确定PZT的微位移,得到的位移电压斜率误差小,实现了对PZT微位移的实时快速测量.测试了同频率不同腔长和同腔长不同频率的压电特性,结果表明变化很小,说明该方法可操作性强,可靠性高.分析了光纤耦合效率和光源的相干性等对实验的影响.     

双压电微调器件分析及应用

本文在简述压电陶瓷性质的基础上,探讨双压电晶体构成方式及工作原理,依椐双压电晶体工作模型推导了双压电微调位移计算公式.应用上述公式讨论了这种器件在摆动光束扫描器和变形自适应反射镜的应用.     

新型压电扭转驱动器的设计与试验研究

为实现压电扭转驱动器结构的简化,提高能量使用效率,设计了一种新型压电扭转驱动器.使用压电陶瓷双晶片在外加电场下的弯曲位移,通过简单的运动转换机构实现扭转位移的输出.采用激光反射测角法对驱动器输出的微小角度进行了测量,并与有限元仿真结果进行了比较.通过试验证明该方法制作压电扭转驱动器的可行性,并进行了误差分析,为进一步优化设计提供了理论依据.