更新時間： 2019-10-12
自1880年居里兄弟發(fā)現(xiàn)晶體的壓電效應以來,壓電器件已在水聲、超聲、傳感技術(shù)及新型作動器等領域得到了廣泛的應用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,航空航天、光學精密工程等新技術(shù)領域?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、響應快、位移量大及精度高等優(yōu)點,已成為目前應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)動電壓之間總有一定的非線性。 在光學精密測量中,PZT常作為移相驅(qū)動器用于各類干涉儀,作為納米精度的微位移執(zhí)行器驅(qū)動各種精密平移臺,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,包括設計壓電陶瓷微位移反饋控制電路、利用傅立葉變換復原干涉條紋相位以及建立數(shù)學模型采取對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,但他們或者需要復雜的控制電路、較多的儀器設備,或者需要的數(shù)學算法,因此在實際運用中有諸多的不便。 基于實驗室的基本情況,本著簡單、方便及的原則,本文設計的PZT非線性測量系統(tǒng)只需要光電探測器及數(shù)據(jù)采集卡等設備,運用光的干涉原理把PZT的位移量轉(zhuǎn)換成干涉條紋移動的次數(shù),方便準確的測出了不同驅(qū)動電壓條件下PZT的位移特性曲線,并且達到了很好的精度。實驗數(shù)據(jù)分析表明,對于DWY-3型PZT,電壓步長為0.20v～0.60v、時間問隔為10ms～80ms的驅(qū)動參數(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依據(jù)。
