[发明专利]一种压电陶瓷直流电压下迟滞特性的检测装置及计算方法

说明书

本发明公开了一种压电陶瓷直流电压下迟滞特性的检测装置及计算方法，涉及测量技术领域，该检测装置包括数显测微仪、传感器、直流驱动电源和底座；所述压电陶瓷和传感器固定在底座上；并将传感器接口接到数显测微仪上；所述直流驱动电源的正负极与压电陶瓷的上端面上的导线连接；该计算方法步骤一)将已经烧结银电极的压电陶瓷正面与反面均焊接上导线；步骤二)将步骤一)中焊接好导线的压电陶瓷固定在底座上，正极朝上；步骤三)将传感器接口接入数显测微仪的通道；步骤四)连接直流驱动电源，调试检测装置；步骤五)将调试好的检测装置置于安静的室内；步骤六)采用本发明公式计算最大迟滞误差及瞬时误差，为压电陶瓷应用于驱动器提供可靠的数值依据。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及到一种压电陶瓷直流电压下迟滞特性的检测装置及计算方法。

背景技术

微位移驱动装置是压电陶瓷应用的一个重要方面，迟滞特性一直是影响压电陶瓷驱动器精度的重要因素。迟滞特性是指压电陶瓷输出滞后于其输入，在电压-位移曲线图上，其主要体现是在同一个电压值下，下降曲线和上升曲线上的位移之间存在差值，差值的大小反应迟滞特性性能。

材料制备研究人员大都采用铁电测试仪测试S-E曲线，得到S-E蝴蝶应变曲线。但在实际应用中，由于迟滞机理复杂，压电陶瓷产生的实际位移与应变S-E曲线中的S并不相同。因此，铁电测试仪所测应变曲线无法准确预测迟滞，对于解决压电陶瓷驱动器的迟滞误差几乎不具有实践指导意义。

目前，评价压电陶瓷迟滞特性都采用公式进行计算，其中H是迟滞值，是电场强度是最大电场强度一半时的降压和升压应变差，S_max是最大位移值。由于该公式中并不一定是最大应变差，其只适合大概地描述压电陶瓷迟滞特性。当压电陶瓷应用于驱动器时，必须知道最大迟滞误差；当进行误差补偿时，必须知道瞬时误差。因此，该公式计算不能满足压电陶瓷在驱动器中的应用。

本发明采用检测装置对压电陶瓷迟滞特性进行测量，能够得到迟滞模型，直接用于驱动器的控制，所使用设备经济、简单，并且易于实施。

发明内容

针对以上情况，本发明的目的在于提供一种压电陶瓷直流电压下迟滞特性的检测装置及计算方法，从而实现了压电陶瓷更好的应用于驱动器。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种压电陶瓷直流电压下迟滞特性的检测装置，包括数显测微仪、传感器、直流驱动电源和底座；所述压电陶瓷和传感器固定在底座上；并将传感器接口接到数显测微仪上；所述直流驱动电源的正极与压电陶瓷的上端面上的导线连接，负极与压电陶瓷的下端面上的导线连接。

进一步的，所述压电陶瓷通过胶水与底座粘结在一起。

进一步的，所述传感器通过万向节和磁力表座固定在底座上。

基于一种压电陶瓷直流电压下迟滞特性的检测装置的计算方法，包括如下步骤：

步骤一)将已经烧结银电极的压电陶瓷正面与反面均焊接上导线；

步骤二)将步骤一)中焊接好导线的压电陶瓷固定在底座上，正极朝上；

步骤三)将传感器接口接入数显测微仪的通道；

步骤四)连接直流驱动电源，调试检测装置；

步骤五)将调试好的检测装置置于安静的室内，待传感器稳定后开始测试数据；手动调节直流驱动电源的电压上升，并记录对应位移数据作为升压位移S_r；待电压上升到压电陶瓷可承受最大值后，手动调节直流驱动电源的电压下降，并记录对应位移数据作为降压位移S_f；