基于虚拟仪器的压电陶瓷驱动技术研究

针对压电陶瓷驱动器的非线性应变,以压电陶瓷微位移驱动原理为基础,分析了扫频激光器腔长控制原理;在硬件时钟的定时下,分析了压电陶瓷的驱动特性,并通过调整驱动信号的步长电压来调节压电陶瓷的非线性。设计了基于虚拟仪器的控制系统,并对线性化方法进行了原理分析和实验。实验结果表明,该测量系统可以使压电陶瓷在其伸长范围内线性地伸长。     

干涉法测量压电材料的复压电常数

介绍了采用迈克尔逊干涉仪测量压电材料复压电常数的新方法。干涉仪中一个平反射镜与被测试样粘为一体，另一外与控制压电陶瓷粘为一体。利用光电二极管和两个锁相放大器对干涉图像进行转换和放大测量。     

快速交变电场驱动下压电换能器伸长曲线的测量

为测量压电换能器在快速交变电场驱动下的实际伸长变化,提出一种基于调频激光自外差信号解调技术的测量方法.该方法通过外差技术实现信号频谱搬移,避免了光电探测器接收时低频噪声的干扰,准确地获得了压电换能器端面速度的傅里叶谱;对傅里叶谱进行分析,从而获得压电换能器端面的速度曲线;对速度曲线积分,得到了伸长曲线.实验结果表明,基...     

用光纤光栅传感器研究压电陶瓷的特性

提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压-位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟滞特性不能造成影响且压电陶瓷的蠕变特性与电压方向无关.     

利用共焦球面扫描干涉仪测量压电陶瓷伸长灵敏度

提出了一种测量压电陶瓷伸长灵敏度的新颖方法,此方法利用He-Ne激光器的模式分析实验装置,通过测量相邻两激光干涉序中各对应谱线的电压增量,计算出压电陶瓷的伸长灵敏度.测量过程避免了专用仪器的制造,利用实验室基本设备实现了对压电陶瓷灵敏度的便捷精确测量.     

用光纤光栅传感器研究压电陶瓷的特性

提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压-位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟...     

应用迈克耳孙干涉仪研究压电陶瓷的特性

简述了应用迈克耳孙干涉仪测量压电陶瓷压电常量的原理及实验结果分析.简单介绍了研究压电陶瓷振动特性的方法.     

压电晶体位移特性曲线干涉自动测量方法

本文提出了压电晶体(PZT)位移物曲线自动干涉测量方法,该方法利用干涉仪把PZT的微位移量转化成干涉条纹相位变化量,通过快速傅里叶变换(FFT)方法自动复原干涉条纹中包含的相位的变化量,从而高精度地检测出PZT的位移特性曲线.根据该方法,利用CCD摄象机、图象板和干涉仪组合成一套光、机、电一体化的微位移自动测试系统,实际测量了我们研制的PZT随电压变化的位移特性曲线.实验表明,该方法原理实现简单,且能实现高精度、自动、实时和动态测量.     

利用劳埃镜干涉测量压电陶瓷的压电系数

利用劳埃镜干涉测量了压电陶瓷的横向压电系数d31,将平面反射镜安装在压电陶瓷的一端,当压电陶瓷在外加横向电场的作用下产生微米量级的纵向形变时,劳埃镜干涉条纹间距将发生相应的变化,从而放大了压电陶瓷的微小形变.通过相机采集干涉条纹的位置与条纹间距的相关信息,并运用Matlab程序对其进行分析,得到压电陶瓷在不同驱动电压下对应的形变量,计算出该材料的压电系数.     

线性加速度计在压电陀螺卡尔曼滤波技术中的应用

针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行了滤波。实验结果表明：采用线性加速度计能够在不影响陀螺带宽的前提下将压电陀螺的随机游走噪声水平由原有的0.005（°）.s-1/槡Hz降低到0.001 25（°）.s-1/槡Hz,提高了光电平台的稳定精度。     

压电陶瓷压电系数测量的一种实验改进方法

针对压电陶瓷的压电系数实验测量中仪器调节的困难,通过放置一个三面箱体辅助仪器来改善对光路的调节,同时在给压电陶瓷施加电压的电路中接入电压报警器,有效控制施加在压电陶瓷上的电压大小,以此避免压电陶瓷的疲劳受损乃至被烧坏。     

压电效应变压原理及实验装置

本文简述了压电陶瓷的压电特性．介绍了压电效应变压实验仪原理和测量方法。     

自适应压电式移相器的研究

移相器是移相干涉仪中的重要部件,压电式移相器由于分辨力高、响应快、控制容易而被大量采用。但压电陶瓷的非线性误差与位移量小,一直影响其应用范围的扩大。针对该问题,从压电式移相器机构与扩展方法入手,设计了具有放大特性的柔性铰链式移相器。采用单神经元(Proportional sum derivative,PSD)控制算法,实现微驱动定位的自适应实时控制,改善了非线性,降低了环境干扰的影响,提高了压电式移相器的性能。所设计的压电式移相器用3组压电陶瓷堆驱动,可用于100 mm孔径镜片,位移行程达30μm以上。实验验证该方法有效,控制精度达0.01μm。     

动态法测金属杨氏模量实验中的谐振频率

根据压电陶瓷晶体压电原理、压电陶瓷棒和试样横振动原理，分析了动态杨氏模量实验中出现的多个谐振频率，理论分析与实验结果吻合．     

低压微位移驱动电路及控制方法

讨论了低压微位移驱动电路及控制方法在光电轮廓仪上的运用。采用低压驱动电路驱动压电陶瓷相移器对参考光束进行相移，从而使仪器质量减轻、体积缩小、成本降低。在运用该电路时，为了解决压电陶瓷低电压区非线性误差大的问题，用PC计算机控制压电陶瓷上所加电压的电压值，由摄像头摄取图像并计算出干涉条纹的间隔，然后由PC计算机修改压电陶瓷上所加的电压值，直至干涉条纹相位差达到要求值。该方法的优点是：可消除压电陶瓷低压区的非线性误差，使得开环电路得到闭环的效果；可降低机械零部件的装配难度。     

压电陶瓷电源在静电演示实验中的应用

自行研制了压电陶瓷电源,具有体积小,效率高,无电磁噪声,无电磁式绕组及不可燃烧、安全性高,受外界影响小等特点. 将压电陶瓷电源应用于静电演示实验,取得了较好的教学效果.     

电泳辅助制备伪1-3陶瓷/聚合物压电复合材料

1-3压电复合材料的压电、介电及铁电性能要远远优于0-3压电复合材料.在制备传统的0-3复合材料过程中引入电泳技术,使得压电颗粒在聚合物基体中取向排列,制备得到伪1-3复合材料.实验结果表明:在制备PZT/环氧树脂0-3复合压电材料固化过程中,采用500 V/mm,4 kHz的电场对其进行电泳辅助取向,可使得颗粒呈现珍珠串状排列,得到伪1-3复合材料;其压电、介电、铁电性能均比原来的0-3复合材料有显著的提高.电泳辅助制备技术用于制备伪1-3复合压电材料具有操作简单、成本低廉、压电、介电、铁电性能显著提高等优点,在智能传感领域具有很好的实际应用前景.