[实用新型]一种基于图像拟合的压电陶瓷控制电压标定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压电陶瓷的标定装置，特别是一种基于图像拟合的压电陶瓷控制电压标定装置。 

背景技术

压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，它具有压电效应，即压电陶瓷在力的作用下产生变形时，压电陶瓷的表面会带电，这是正压电效应，反之，当对压电陶瓷施以激励电场时，压电陶瓷将会随着电压和频率的变化而产生机械变形，这称为逆压电效应，压电陶瓷的这种压电效应使得压电陶瓷越来越多的被应用于我们的日常生活当中，但在现有技术当中，对压电陶瓷的机械变形和电压变化之间曲线关系的测量标定缺少一个结构简单且标定快速的装置。 

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单、操作方便且能快速的对压电陶瓷的机械变形和电压变化之间的曲线关系进行测量标定的基于图像拟合的压电陶瓷控制电压标定装置。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种基于图像拟合的压电陶瓷控制电压标定装置，其包括主体座、安装于主体座上的支座、置于待测压电陶瓷上且在待测压电陶瓷驱动下可移动的方形框以及安放于方形框上的的带有图案的透射玻璃，所述支座邻近主体座的侧边，支座上固定有用于安装待测压电陶瓷的固定架，固定架上安装有用于驱动待测压电陶瓷位移的驱动电源；所述透射玻璃上方设有光源，透射玻璃法线方向的下方设有将透射玻璃上的图案投影到主体座上表面的投影镜头；所述主体座邻近支座处设有立柱，立柱上通过紧固装置固定安装有用于采集主体座表面上反映透射玻璃上图案的投影图像的数字相机。

优选地，所述主体座的上表面搁置有用于增加投影图像清晰度的白纸。 

进一步，所述光源通过安装架固定连接在支座上，光源的透射光垂直于透射玻璃。 

进一步，所述透射玻璃上的图案为固定周期的正弦光栅。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过光源照射后经透射玻璃投影到白纸上产生反映透射玻璃上图案的投影图像同驱动电压Vi控制待测压电陶瓷驱动透射玻璃作微移动后再次采集透射玻璃上图案的投影图像的拟合，确定投影图像的相对位移，并根据图像上已知物理位置距离如正弦周期长度来得到透射玻璃的微位移距离，即压电陶瓷在驱动电压从0上升到Vi下的位移，该标定位移值包括了图像采集所用时间内的压电陶瓷的蠕变，通过多次投影图像的拟合标定，便可得到压电陶瓷的位移同电压之间的曲线关系，即压电陶瓷的电压控制曲线。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是投影图像照射到白纸上数字相机采集得到的灰度呈正弦变化的光栅图像；

图3是图2中两幅图像上第100行300个像素点的灰度值；

图4是调整驱动电压，并分别采用电压上升变化、电压下降变化，准确测得的各驱动电压值下压电陶瓷的驱动位移输出值曲线。

其中，A是透射玻璃移动前的投影图像，B是透射玻璃移动后的投影图像；C是经图像拟合后A的正弦曲线，D是经图像拟合后B的正弦曲线；E是采用电压上升变化标定的压电陶瓷驱动位移输出值曲线，F是采用电压下降变化标定的压电陶瓷驱动位移输出值曲线。 

具体实施方式