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压电陶瓷(PZT)特性测试与分析

发布日期:2019-11-07 02:46 作者:AG平台

  自1880年居里兄弟发现晶体的压电效应以来,压电器件已在水声、超声、传感技术及新型作动器等领域得到了广泛的应用。随着科学技术的发展,航空航天、光学精密工程等新技术领域对压电器件的特性要求也越来越高。特别是在相移干涉技术中,作为核心部分的压电陶瓷(PZT)受到越来越多的重视。由于PZT具有体积小、响应快、位移量大及精度高等优点,已成为目前应用非常广泛的微位移执行器。但由于材料自身的特性及制造工艺上的缺陷,PZT的位移与驱动电压之间总有一定的非线性。 在光学精密测量中,PZT常作为移相驱动器用于各类干涉仪,作为纳米精度的微位移执行器驱动各种精密平移台,以及用于精密位移或压力传感器等。因此,PZT的非线性将直接影响到相移的精度。为了改善PZT的非线性,人们提出了各种各样的方法,包括设计压电陶瓷微位移反馈控制电路、利用傅立叶变换复原干涉条纹相位以及建立数学模型采取对非线性误差不敏感的算法等。采用上述方法可以明显改善PZT的非线性,但他们或者需要复杂的控制电路、较多的仪器设备,或者需要精确的数学算法,因此在实际运用中有诸多的不便。 基于实验室的基本情况,本着简单、方便及精确的原则,本文设计的PZT非线性测量系统只需要光电探测器及数据采集卡等设备,运用光的干涉原理把PZT的位移量转换成干涉条纹移动的次数,方便准确的测出了不同驱动电压条件下PZT的位移特性曲线,并且达到了很好的精度。实验数据分析表明,对于DWY-3型PZT,电压步长为0.20v~0.60v、时间问隔为10ms~80ms的驱动参数比较理想,在上述条件下其位移线性度较好,由此为PZT的精确瘦用提供了充分的科学依据。


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