更新時(shí)間： 2019-10-12
自1880年居里兄弟發(fā)現(xiàn)晶體的壓電效應(yīng)以來,壓電器件已在水聲、超聲、傳感技術(shù)及新型作動(dòng)器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,航空航天、光學(xué)精密工程等新技術(shù)領(lǐng)域?qū)弘娖骷奶匦砸笠苍絹碓礁?。特別是在相移干涉技術(shù)中,作為核心部分的壓電陶瓷(PZT)受到越來越多的重視。由于PZT具有體積小、響應(yīng)快、位移量大及精度高等優(yōu)點(diǎn),已成為目前應(yīng)用非常廣泛的微位移執(zhí)行器。但由于材料自身的特性及制造工藝上的缺陷,PZT的位移與驅(qū)動(dòng)電壓之間總有一定的非線性。 在光學(xué)精密測量中,PZT常作為移相驅(qū)動(dòng)器用于各類干涉儀,作為納米精度的微位移執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)各種精密平移臺(tái),以及用于精密位移或壓力傳感器等。因此,PZT的非線性將直接影響到相移的精度。為了改善PZT的非線性,人們提出了各種各樣的方法,包括設(shè)計(jì)壓電陶瓷微位移反饋控制電路、利用傅立葉變換復(fù)原干涉條紋相位以及建立數(shù)學(xué)模型采取對(duì)非線性誤差不敏感的算法等。采用上述方法可以明顯改善PZT的非線性,但他們或者需要復(fù)雜的控制電路、較多的儀器設(shè)備,或者需要的數(shù)學(xué)算法,因此在實(shí)際運(yùn)用中有諸多的不便。 基于實(shí)驗(yàn)室的基本情況,本著簡單、方便及的原則,本文設(shè)計(jì)的PZT非線性測量系統(tǒng)只需要光電探測器及數(shù)據(jù)采集卡等設(shè)備,運(yùn)用光的干涉原理把PZT的位移量轉(zhuǎn)換成干涉條紋移動(dòng)的次數(shù),方便準(zhǔn)確的測出了不同驅(qū)動(dòng)電壓條件下PZT的位移特性曲線,并且達(dá)到了很好的精度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明,對(duì)于DWY-3型PZT,電壓步長為0.20v～0.60v、時(shí)間問隔為10ms～80ms的驅(qū)動(dòng)參數(shù)比較理想,在上述條件下其位移線性度較好,由此為PZT的瘦用提供了充分的科學(xué)依據(jù)。
