高精度压电陶瓷相移器设计

文中采用压电陶瓷柱和自行设计的0-300V直流可调电源制作高精度压电陶瓷相移器,并由计算机通过D/A转换板输出电压进行控制,采用CCD组成闭环反馈.经过标定,相移器的相位误差在±3°之内.该相移器的使用提高光学无损检测的测量精度,而且经济性很好.     

压电陶瓷极化优化算法与装置

根据压电陶瓷参数优化算法,设计了一种新型压电陶瓷极化优化装置。通过单片机检测极化过程电流变化,自动调节极化过程,实现了压电陶瓷参数一致性的控制。该装置具有性能参数控制好、操作方便、安全等特点,压电陶瓷参数一致性的成品率高。     

悬臂梁压电发电机输出特性及其影响因素分析

为研究悬臂梁压电发电机的输出特性及其影响因素,设计搭建了悬臂梁物理实验模型。通过空载、负载和短路实验测试了振动频率、振动位移和负载大小对其输出电压的影响,对比了不同尺寸压电陶瓷的发电能力,为压电式发电技术的发展和改进提供详细的数据基础和实验依据。研究表明:当振动频率接近压电振子的谐振频率时,发电机有较高电压输出,而随着振动位移的增大,输出电压会线性增加,二者相比,振动位移对输出电压的影响更显著。发电机直接带负载的能力较弱,当外界负载与发电机内阻匹配时才能保持稳定的电压输出。对于不同尺寸的压电陶瓷来说,其长宽比越接近1,发电能力越强。     

压电陶瓷变压器

重点介绍压电陶瓷变压器的发展、结构、基本原理、基本特性和应用实例。阐明压电陶瓷变压器最终将取代传统绕线式变压器的必然发展趋势。     

基于虚拟仪器的压电陶瓷线性化研究

本文根据压电陶瓷的非线性特性,提出了一种采用离散电压点线性化压电陶瓷的方法。利用数模输出卡,输出不同步长的单个的离散电压,控制电陶瓷伸长的速度,从而达到利用选取的电压值参数来控制压电陶瓷伸长速度的目的。选取恰当的电压值,可以使得压电陶瓷在时间域上线性的伸长而达到线性化的。设计基于LabVIEW的控制系统,并对线性化方法进行了原理分析和实验。实验结果表明,该系统可以有效的在0~300V范围内使压电陶瓷的伸长量与时间成线性关系,定位精度为1nm。     

尺蠖式压电陶瓷驱动电源设计

为了满足尺蠖式压电陶瓷驱动器的控制需要,设计了相应的驱动电源。DSP是控制器,通过网口接收上位机的控制命令,通过异步总线与FPGA进行数据通信,FPGA操作4路D/A生成4路满足相应时序要求的波形,波形经过精密运放前级放大和由分立元器件搭建的功率放大,输出到尺蠖式压电陶瓷驱动器的电源输入端。测试和试验表明,电源带宽高,纹波小,阶跃响应特性和动态特性良好,能够精确的控制尺蠖式压电陶瓷驱动器微位移定位,可以应用在精密工程技术领域中。     

无铅压电陶瓷的研究现状与发展趋势

随着人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发成为当前压电材料领域研究的热点。本文综述了无铅压电陶瓷研究开发的相关进展,重点介绍了BaTiO3基、Bi1/2Na1/2TiO3基、铋层状结构、(K,Na,Li)NbO3基及钨青铜结构无铅压电陶瓷等体系的研究现状,同时对制备方法也进行了简要的评述,对无铅压电陶瓷的发展趋势作了展望。     

压电陶瓷变压器的线性及非线性模型

在研究压电陶瓷变压器的电气特性及其应用时，压电陶瓷变压器的等效电路模型是其基础之一。根据压电陶瓷变压器的不同工况，给出了4种电路模型，并给出了提取电路参数的方法，当压电陶瓷变压器工作在高电压－大电流工况时，应用模型4所得的理论功耗与实验结果有很好的一致性。     

压电参数d33特性测试装置设计

纵向压电应变常数d33是表征压电陶瓷材料机电转换性能的重要参数之一.有别于常规的静态、动静态检测方式,设计了一种基于扫频方法的新型d33参数测试装置.通过检测不同频率信号激励时线路的电流变化,实现压电陶瓷d33参数的检测计算.该装置具有性能参数检测操作方便、检测过程效率高等特点.     

AF9M1对KNN基陶瓷的结构与压电性能的影响

采用传统固相烧结法制备了K0.5Na0.5Nb O3-x Al(Fe0.9Mn0.1)O3(KNN-AF9M1)无铅压电陶瓷,着重研究了AF9M1的不同掺杂量(x分别为0,0.02,0.04,0.06,0.08)对陶瓷显微结构和压电性能的影响。结果表明,室温下,少量AF9M1的掺杂并未改变KNN基陶瓷正交相钙钛矿结构,但有助于陶瓷晶粒的生长及致密化。随着AF9M1含量的增加,陶瓷的压电常数(d33)、机电耦合系数(kp)、机械品质因数(Qm)和居里点(Tc)均先增大后减小,当x=0.04时,均达到最大值,分别为121 p C/N、0.35、179和392℃。     

用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统设计

设计了一种用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统,并进行了检测。首先分析了快速反射镜的驱动原理,并确定系统的主要设计指标;然后以PA92为驱动核心,分别进行输入级电路、滤波电路和高压放大计电路的设计,该系统具有3路驱动通道：一路固定100 V输出;两路0~100 V可变输出,可实现快速反射镜的推拉驱动。实际测试结果表明：该系统输出电压的非线性度为0.075%,最大纹波电压峰峰值为8.2 mV,驱动10μF的等效负载时,100 V大信号阶跃响应上升时间和下降时间约为290μs,实际驱动 S340型快速反射镜时,系统的-3 dB带宽达到326 Hz,提高了快速反射镜的频率响应范围。     

激励环境下悬臂梁式压电振动发电机性能分析

为了提高有限体积内压电振动发电机的发电能力,针对外力和位移激励环境,通过数学模型及ANSYS仿真分析了单、双晶压电发电机结构参数与输出电压及谐振频率之间的关系并进行了实验验证。研究结果表明,在外力激励环境下,应尽量增加压电梁的长度,减小宽度;在位移激励环境下,应尽量降低压电梁的长度。同时,在两种激励环境中,均应优先选用小厚度比的双晶压电梁。     

用压电陶瓷振动变送器测量和控制球磨机煤位

电厂制粉系统中球磨机煤位的测量和控制是多年没有解决的老大难问题.制粉系统中的设计一直采用传统的磨煤机差压信号来反应煤位信号.用差压信号受其它参数影响较大.因而致使电厂的制粉系统长期未能实现自动控制.一九八八年初,我们与华北电院研究生部合作在~#6炉丙磨煤机应用压电陶瓷振动变送器成功地测量了球磨机煤位,获得了给煤量变化与振动变送器输出电流间的动、静态关系,得到了令人满意的测量结果.     

Rosen型压电陶瓷变压器的电路特性分析

Rosen型压电陶瓷变压器是利用压电陶瓷材料的压电效应实现机电能量转换的固体电子变压器,其特性不仅与自身的尺寸、所选取的陶瓷材料相关,还与其所连接的输入输出阻抗有关;因此对其进行电路特性分析,不仅有利于使用时提高其工作可靠性,而且有利于进一步分析其电学性能.从等效电路角度切入,得到Rosen型压电陶瓷变压器的输入阻抗、...     

烧结保温时间对KNN-LS-BF-0.15%Cu压电陶瓷性能的影响

采用传统的陶瓷制备工艺,在1 060℃下分别保温2 h、4 h和6 h,制备了{0.996[0.95(Na0.5K0.5)-NbO3-0.05LiSbO3]-0.004FeBiO3}+0.15mol%CuO(简称KNN-LS-BF-0.15%Cu)压电陶瓷,研究了烧结保温时间对陶瓷性能的影响。结果表明,过短的烧结保温时间并不能促成陶瓷晶粒的长成,但超过4 h后继续延长烧结保温时间对晶粒尺寸的影响不大;随着烧结保温时间的延长,KNN-LS-BF-0.15%Cu陶瓷的压电常数d33、机电耦合系数kp和介电常数εr先升高后降低,而介电损耗tanδ和机械品质因数Qm则随之下降;当烧结保温时间为4 h时,样品具有最佳的综合性能:d33=185 pC/N,kp=0.28,εr=1054.25,tanδ=2.1%,Qm=53.39。