壓電陶瓷微小位移的測量裝置

作者:百方網 日期:2021-10-22 12:15:54 人氣: 欄目:電工入門

壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料,屬于無機非金屬材料,壓電陶瓷具有敏感的特性,可以將極其微弱的機械振動轉換成電信號,可用于聲吶系統、氣象探測、遙測環境保護、家用電器等等。壓電陶瓷經過電壓驅動后,會發生微小位移,為了檢測壓電陶瓷的性能,通常需要檢測在不同電壓情況下,壓電陶瓷所產生的微位移大小,傳統的壓電陶瓷位移測量方法有兩種,分別是機械測量法和電渦流位移計法,其中,機械測量法在測量位移時,相對誤差比較大、操作復雜,而電渦流位移計測量法,受電磁干擾影響比較大。

為了解決上述技術問題,使壓電陶瓷位移測量更加精準,在通過大量的實驗積累和測試、進一步改進后得到了一種方便操作、誤差小的測量壓電陶瓷微小位移的裝置。

這種測量壓電陶瓷微小位移的裝置,包括計算機、數據采集卡、電壓放大器、壓電陶瓷和相移干涉裝置。計算機通過控制數據采集卡輸出范圍在0V至5V內的線性電壓,顯然的,也可以是非線性電壓,然后通過電壓放大器將電壓放大以驅動壓電陶瓷的運動,本優選電壓放大器為40倍電壓放大器,壓電陶瓷位移使得相移干涉裝置中的光路產生相移,CCD圖像傳感器采集相移干涉圖像傳給計算機處理。將采集的相移干涉圖中干涉圖之間的相移量提取,提取相移干涉條紋圖中中心圓區域不足一個條紋的數據,設該數據共包括T個像素點,并對T個像素點的光強數據作求和處理。

下面圖為這種測量壓電陶瓷微小位移的裝置的示意圖:

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圖1是這種測量壓電陶瓷微小位移的裝置結構示意圖

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圖2是這種測量壓電陶瓷微小位移的裝置相移干涉裝置結構示意圖

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圖3是CCD圖像傳感器采集的相移干涉條紋圖

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圖4(a)是相移干涉條紋圖中心圓光強數據分布圖

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圖4(b)是壓電陶瓷產生位移的運動軌跡圖

這種測量壓電陶瓷微小位移的裝置,運用相移干涉原理進行光路系統的結構設計,通過相移干涉裝置采集相移干涉圖數據傳給計算機處理得到壓電陶瓷微小位移,結構簡單、安裝和使用方便,測量精度高,提高了測量的精確度和工作效率。

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