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。     

新型程控压电陶瓷驱动电源

压电陶瓷驱动电源是压电陶瓷微位移和精密定位系统中的核心控制装置,本文设计了新型双路程控压电陶瓷驱动电源,提出了锁相环调节时钟基准、计数起始时刻控制、E2PROM在线编程和幅度调节等技术,实现了驱动信号的调频、调幅、调相,并且可输出周期或单次任意波形.该电源突破了传统驱动电源固定驱动波形及相位的限制,可根据压电陶瓷的动作要求在线设计驱动波形和参数,预置驱动次数,使压电陶瓷产生各种需要的动作,拓展了压电陶瓷的应用领域.     

底座激振下检测微型叠层芯片共振频率

摘 要：为测试微悬臂芯片的动态特性,建立了以压电陶瓷为激振底座的测试系统。采用白噪声、稳态正弦和快速正弦（啁啾信号）扫频方式激励微叠层悬臂芯片,由多普勒测振仪测试芯片动态响应。通过分析压电陶瓷阻抗变化与芯片动态响应,获得的频率对应于压电陶瓷激振器所激励叠层芯片的一阶共振频率,这可作为微结构和器件的动态分析的测试方案。     

压电陶瓷应变的测量及应用

本文叙述压电陶瓷重要特性之一——应变(形变)的产生机理、分类、测量方法及应用。用迈克尔逊干涉法测量静态形变。采用贝塞尔函数法测量动态形变。贝塞尔函数法测量简便,精度高,用此法测出压电陶瓷在谐振状态下的动态形变后,可确定压电陶瓷的机械谐振频率f_r,机械Q_M值等参数,从而可评价压电陶瓷元件的质量。 叙述了利用压电陶瓷的形变研制成的一些高精度精密器件,如致动器,激光器谐振腔微调机构、微位移扫描器和压电千分尺等。     

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。     

底座激振下微型叠层芯片共振频率检测

为测试微悬臂芯片的动态特性,建立以压电陶瓷为激振底座的测试系统.采用白噪声、稳态正弦和快速正弦(啁啾信号)扫频方式激励微叠层悬臂芯片,由多普勒测振仪测试芯片动态响应.通过分析压电陶瓷阻抗变化与芯片动态响应,获得的频率对应于压电陶瓷激振器所激励叠层芯片的一阶共振频率,可作为微结构和器件动态分析的测试方案.     

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。     

压电陶瓷微位移器特性测试实验研究

运用光学干涉原理,结合微系统测试分析仪器,分别对压电陶瓷管和压电陶瓷位移器的非线性特性进行测试研究,主要对升压及降压时PZT位移进行测试和电源驱动器闭环状态下的性能测试。     

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.     

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。     

CCD测量微小位移的研究

介绍ＣＣＤ测量微小位移的一种新方法。这种方法测位移不受待测物体表面状况的影响，分辨率和测量范围可调，适宜测量象金属丝的受力伸长及受热膨胀之类的微小位移，比ＣＣＤ测位移的传统方法优越。     

Interferometer using a laser pointer for remote microdisplacement measurements

A portable Michelson interferometer for remote optical sensing with imaging capability is developed based on a laser pointer and experimentally studied. The setup has an open sensing arm with a mirror that can be attached to any object for the measurement of responses such as microdisplacement, strain, stress, and temperature. A mirror in the reference arm is mounted on an encoded stepper motor, which can operate under remote control via Web/Internet for reset and calibration. Remote microdisplacement measurements precise to within 5 μm have been performed.     

一种磁致伸缩微位移器机械结构设计探讨

以提高磁致伸缩换能器的电机转换效率为出发点,分析了影响磁致伸缩换能器工作性能的主要因素,讨论了在换能器机械结构设计中应考虑的主要问题和遵循的原则,提出了相应结构参数的确定思路和方法。研究结果对磁致伸缩换能器机械结构的合理设计具有一定的理论指导意义。     

Shearing interferometer with a Kitty self-pumped phase-conjugate mirror

A shearing interferometer with a Kitty-type self-pumped phase-conjugate mirror is developed. The measurement of the focal length of a lens is demonstrated with a standard deviation of 1.5%. In addition, we measured the microdisplacement in the range of tens of micrometers with an error less than 2% by using the interferometer.     

提高线阵CCD测量光束中心位置精密度的方法

用线阵CCD测量类钟形分布的光束中心位置时,常用高斯分布模型和最小二乘（LSM）回归计算。提出一种用准高斯分布以提高测量灵敏度、用截取阈值较高的方式以减少噪声影响、用加权LSM回归以提高精密度的方法。由于高斯曲线拟合时的因变量不等权,选用加权回归和等权回归相比,ADC化整误差和光电测量误差的影响将减小一个数量级。根据CCD器件的参数,能够确定像元数据的误差限值。再用蒙特卡罗法模拟误差分布规律,通过截尾分布数值的加权回归,求出使测量精密度提高的合理光束宽度范围。已将此方法用于冲击电流计的改进设计和位移测量,使微电流测量的精密度提高达两个数量级,并使30mm内的微位移测量的非线性标准差不大于0．0025％。     

PZT陶瓷粉体及其PVDF压电复合材料的制备与性能

采用溶胶-凝胶法合成PZT压电陶瓷粉体,经XRD和SEM分析显示,陶瓷颗粒已形成了钙钛矿型结晶相,颗粒大小在0.1~1μm之间。采用溶液共混法将PZT粒子均匀分散于PVDF基体中,制备了PZT/PVDF压电复合材料。结果表明,增加PZT含量有利于复合材料压电性能的提高,当陶瓷体积分数达70%时,复合材料的压电常数最高。     

Measurements of the thermal expansion coefficient of 1Cr18Ni9Ti stainless steel with a laser scanning microdisplacement detection technique

A laser scanning microdisplacement detection system has been developed to measure the thermal expansion coefficient of materials over the range from room temperature to 1200 K. The measurement apparatus consists of a dynamic heating device, a microdisplacement detection system, and a microcomputerbased high-speed data acquisition system. The specimen is dynamically heated from room temperature to 1200 K by passing a large electrical current through it. The thermal expansion of the specimen is detected by the laser detection system, which records the shift of Fraunhofer diffraction fringes with a photodetector. Measurements of the mean linear thermal expansion coefficient of 1Cr18Ni9Ti stainless steel in the range of 300–1200 K are described. The results are compared with other reported values of the thermal expansion coefficient. The maximum deviation between them is about 2.3% at the highest temperature, 1200 K.Paper presented at the Tenth Symposium on Thermophysical Properties, June 20–23, 1988, Gaithersburg, Maryland, U.S.A.     

玻璃基Pt/Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3/ITO电容器的结构及物理性能研究

采用溶胶-凝胶方法在玻璃基ITO电极上制备了Pt/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3(PZT)/ITO电容器.采用X射线衍射仪、铁电测试仪、分光光度计对其微观结构、电学性能及光学性能进行了测量.结果表明PZT薄膜结晶良好,具有(101)高度择优取向.铁电电容器具有良好的保持特性和抗疲劳特性,具有较大的剩余极化强度和电阻率,5V电压下的剩余极化强度和电阻率分别为41.7μC/cm2和2.5×109Ω.cm;漏电流测量结果表明电压小于0.8V时为欧姆导电机制,当电压大于0.8V时,漏电流满足肖特基发射机制.光学透射谱结果表明在短波范围内,PZT表现出强吸收作用;在长波范围内,PZT表现为强透射,最大透射率达到95%.     

PZT薄膜在MEMS器件中的研究进展

主要介绍在MEMS器件中PZT薄膜制备的方法、制备过程中需要解决的问题、PZT薄膜与MEMS的集成以及PZT在MEMS中的应用的研究进展,并展望了PZT薄膜的应用前景.     

用于微位移测量的迈克尔逊激光干涉仪综述

迈克尔逊干涉术测量微位移可实现纳米甚至更高的分辨力,并且具备能直接溯源至激光波长等诸多优点,是目前微位移测量的重要技术手段.以限制迈克尔逊干涉仪品质提高的非线性误差为主要切入点,对目前各种基于迈克尔逊干涉原理的激光干涉技术进行了分类介绍,主要讨论了微位移测量中实现高精度和高分辨率的干涉测量技术,最后展望了激光干涉法测量...