压电微位移器在超微定位系统中的应用

介绍了压电微位移器在超微定位系统中的应用，给出了一种二维超微定位机构及其控制系统，实验结果：定位系统行程１０μｍ，定位精度１０ｎｍ，定位分辨力２ｎｍ。     

一种压电陶瓷微位移器驱动电源研究

在研究压电陶瓷微位移器的基础上,针对压电陶瓷的驱动特点和要求,设计了一种驱动电源。以单片机Atmega128和高压运算放大器PA78为核心器件,以及相关电路构成电压控制型驱动电源。介绍了主要模块电路的功能和实现,并对驱动电源进行测试实验。驱动电源可输出0~300 V连续电压,分辨率可达10 mV、静态纹波＜5 mV。结果表明该电源具有线性度高、稳定性好、分辨率高等优点。     

压电陶瓷微位移器工程应用研究

利用压电陶瓷的逆压电效应和电致伸缩效应构成的微位移器,在工程实际中得到日益广泛的应用。但人们对微位移器的特性的研究和了解却非常有限,本文根据笔者在进行机床主轴回转误差补偿中使用各种压电微位移器的研究和实验结果,分析了微位移器的动、静态特性,指出了压电微位移器在工程应用中应该注意的一些基本问题。     

PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能研究

PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器的制作主要采用了陶瓷胚胎流延成型和一定的金属内极电共烧的技术,具有体积小、工作电压低,且位移量大等方面的特点。本文通过对PZT概念以及试验的方法整理研究,对PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能的实验进行了科学的研究。     

精密可控误差补偿微位移器试验研究

利用压电陶瓷逆压电效应研制成功了精密可控误差补偿微位移器。经试验测试，其静动态特性均达到理想程度，可以作为执行件用在刀具磨损、热变形以及主轴回转误差等补偿控制系统中，也可用作精密车床的微进给装置。     

两种压电陶瓷微位移器的特性分析与实验对比

压电和电致伸缩材料，根据其压电和电致伸缩效应，可作为新型的微位移器件。它具有结构紧凑、体积小、分辨率高、控制简单等优点。不存在发热问题，容易实现０．０１μｍ的位移精度。在精密机械及航空航天精密工艺中得到了广泛应用。本文对这两种材料的机电耦合效应进行了描述。并通过实验曲线对两种典型的压电和电致伸缩材料的特性进行了分析对比，指出了各自的适用范围。     

一种低耐压器件实现的压电陶瓷驱动电源

介绍采用普通低耐压器件三端可调集成稳压块实现的３００Ｖ输出的压电陶瓷驱动电源的设计思想，电路原理，设计计算及安装调试等内容，该设计的特点是电路简单，可靠性好，经济实用。     

一种闭环控制的压电陶瓷微位移器驱动电源

介绍了压电陶瓷微位移器驱动电源的闭环反馈控制驱动系统的组成和工作原理，并对控制器的硬件系统构成进行了说明。软件采用模块化设计，可根据实际工作场合通过软件设定为开环控制和闭环控制．在数字控制算法d(t)和可控输出稳压电压源的设计上有所突破。通过合理地设计软件算法d(t)来补偿电致伸缩陶瓷h(t)特性上的缺陷。     

压电作动器在微力微位移装置中的应用

在微力微位移装置中采用闭环控制压电作动器实现微位移进给和微力加载，设计了加载机构，建立加载机构的压电作动器输入电压、加载装置输位移和输出力之间的关系。通过电容测位移仪检测输出位移，实验得到加载系统刚度，根据压电作动器输入电压、加载装置刚度，计算出加载力大小。该方法为微机械力学性能测试仪打下了基础。     

微位移驱动器及其应用

利用特殊陶瓷的压电效应，可研制成微位移驱动器。本文对此类器件的性能结构、应用特点及其材料本质，对制成的不同器件的影响以及参数的选择等作了简要介绍。     

一种MEMS热微执行器的设计与制作

介绍了基于热膨胀效应的V型梁MEMS微执行器并联阵列结构,并对其进行结构设计、仿真和制作;为确定微执行器的结构参数同其位移和驱动力的关系,对V型悬臂梁进行了理论分析;为提高位移和驱动力,运用ANSYS对微执行器进行有限元分析,优化结构参数;根据模拟结果,采用SOI硅片和微细加工DRIE技术制作了这种V型梁微执行器并联阵列。     

压电微致动器元件的制作及特性分析

目的是设计和制作一种新型压电微致动器,用于高密度硬盘磁头的精确定位。其中,压电元件由传统的或改进的溶胶-凝胶工艺制备并利用反应离子刻蚀成型,压电层厚度范围为0.6~3μm。采用X-射线衍射和原子力显微镜等对PZT薄膜的物相、表面形貌以及颗粒尺寸等进行分析。结果显示,随着PZT层厚度从0.6~3μm的不断增加,其内部颗粒尺寸也相应增大,粗糙度越低。此外,该微致动器的驱动机理通过多普勒干涉仪进行测量。结果表明,对于封装了3μm厚PZT元件的U型微致动器悬臂装置,在±20 V交变电压作用下,微致动位移达到1.146μm,谐振频率超过22 kHz。     

扭臂式静电微驱动器的pulli-n现象分析

从扭臂式微驱动器模型出发,分析了器件在静电驱动条件下pulli-n现象的产生条件,并给出公式化结果。讨论了器件的几何结构参数对于pulli-n现象的影响,并对具体结构的器件给出了pulli-n角度和pulli-n电压等方面的分析结果。对于特定的扭臂结构,pulli-n角度为悬臂梁最大扭转角度的44.04%,且与扭臂的结构参数无关。     

梳齿式静电微驱动器的边缘效应影响分析

针对梳齿式静电微驱动器横向静电力的边缘效应问题,采用基于保角变换的修正公式和有限元法分别进行建模分析。采用修正公式虽然可以减小分析误差,但不能准确捕获边缘效应对驱动器驱动性能的动态影响过程,而有限元法能够准确捕获横向静电力受边缘效应影响而发生突变的过程。通过有限元法分析得出,驱动器的结构参数及其工艺误差均对横向静电力的边缘效应有影响,而驱动电压对边缘效应的影响可以忽略;当梳齿接近完全交叠时,边缘效应的影响显著,驱动器驱动性能具有明显的非线性特征。     

PMMN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

研究了铌镁酸铅铌锰酸铅锆钛酸铅(PMMN-PZT)四元系统压电陶瓷材料的配方、工艺条件及对各项性能指标的影响。在相界附近研究了四种不同配方的PMMN-PZT压电陶瓷,通过SEM观察、性能测试、居里温度表征等手段,确定了较佳的配方组成、材料的烧结温度及极化制度。研究表明:所得PMMN-PZT压电陶瓷的较佳组成为0.06Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.06Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-0.44PbZrO3-0.44PbTiO3+0.2%质量分数的CeO2,适宜的烧结温度为1200,极化电场为3000V/mm,极化温度为150。所制备的压电陶瓷的相对介电常数33T/0为1100;介质损耗tg为0.004;压电常数d33为290?0-12C/N,g33为28.0?0-3Vm/N;机电耦合系数kP为0.55;机械品质因数Qm为1200。     

高品质高稳定性压电陶瓷的发展与展望

简要地回顾了近１０多年来压电陶瓷材料在高品质、高稳定性方面的发展概况、研究水平及最新进展。归纳了此类压电材料发展的几条途径，展望了压电材料继续发展的前景。     

一种小型微位移超稳定直线压电驱动器

研制出一种新型直线蠕动式压电驱动器,它具有小体积、低摩擦、低噪声、稳定性好、分辨率高等特点。该装置体积仅为４０ｍｍ×３５ｍｍ×２５ｍｍ,可用于机器人、微细加工、仪器仪表、精密机械等领域。     

纳米PZT粉体制备及PZT/水泥基复合材料压电性能

采用溶胶-凝胶法,结合正交试验设计,研究了不同反应条件((CH3COO)2Pb浓度、pH值、反应时间和煅烧温度)对PZT粉体结晶程度和晶粒大小的影响。用压制成型法制备出PZT压电陶瓷和PZT/硫铝酸盐水泥基复合材料。用正交极差与方差法分析了反应条件对PZT粉体物相与粒度及陶瓷片和复合材料的压电与介电性能的影响,得出粉体最佳制备工艺。结果显示:最佳反应条件为(CH3COO)2Pb浓度为15%,pH=5.0,反应时间2h,煅烧温度600℃;煅烧温度对陶瓷片及复合材料的压电与介电性能影响最显著;相应陶瓷片压电常数d33、相对介电常数εr分别为38.5pC/N、1.3;而复合材料的d33、εr分别为4.4pC/N、29.4,数值偏低可能是水泥水化不充分,结构不致密所致。     

利用微分Sagnac结构研究光纤对PZT控制信号响应

利用微分Sagnac干涉仪结构对缠绕在压电陶瓷(PZT)上的光纤,对加在PZT上的控制信号的频率响应进行了研究,此系统不需要如传统结构那样工作在正交状态.用正弦信号,三角渡信号做控制信号进行了实验,实验结果表明,当控制信号的频率在2 000Hz以下,光纤可以实时线性地响应控制信号的变化.

Abstract：

The response characteristics of the fiber wounded on PZT to PZT control signal were studied by using the differentiating Sagnac interferometer construction.The system does not need to work in quadrature as traditional methods.The sinusoidal signal and triangle signal were used as the PZT control signal in experiments.The results show that when the frequency of the control signal is less than 2 000 Hz,the fiber wounded on the PZT can linearly respond to the control signal in real time.