一种测试压电陶瓷驱动器输出力的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种测试压电陶瓷驱动器输出力的装置。将压电陶瓷驱动器置于中块和下块之间，并调整到两块中心，通过调节螺纹杆的进深长度压缩预紧弹簧对被测压电陶瓷驱动器施加一定的预紧力。将两个线性差动变压器(LVDT)探头分别放置于中块的两通孔中，并调整好LVDT的测试高度。通过高压放大器对驱动器加载设定电场值，通过两套LVDT和一台带加法运算的LVDT信号调理器显示驱动器的行程输出，通过调节螺纹杆的进深长度不断增加驱动器的负载，直到LVDT显示驱动器的行程回到未加电场时的位置时读取下块下方固定的力学传感器的数值即为驱动器的输出力。本测试装置体积小、结构简单、造价低以及测试精度较高。造价低以及测试精度较高。造价低以及测试精度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种测试压电陶瓷驱动器输出力的装置


[0001]本专利技术涉及一种测量压电陶瓷驱动器输出力的装置，涉及电子陶瓷与元器件测试检测


技术介绍

[0002]多层压电驱动器基于压电陶瓷的场致应变特性可实现电场下的精密位移，并具有亚纳米级的分辨率、毫秒级的响应速率、高输出力等优势，因此被广泛应用于精密微动平台、压电点胶、燃油喷射器以及能动光学等领域。压电驱动器的输出力是驱动器实际应用的核心性能参数，定义为：当加载一个负载使得驱动器完全不能输出位移即为最大输出力，即需要一个具有无限刚度的负载，但无限刚度的负载并不存在。目前常用的测试输出力的方法为：在未加负载下给压电驱动器输入电压，然后不断增加负载使驱动器的行程回到未加电压时的长度，该负载即为驱动器的最大输出力。2010年和2014年，Kyle G Webber等人报道了PZT陶瓷和压电驱动器输出力的测试装置(J.Phys.D:Appl.Phys.43(2010)365401；J.Am.Ceram.Soc.,97(2014)2842
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2849)，均采用作为标样的压电驱动器施加负载，同时采用复杂的PID控制，该测试装置结构复杂、造价高。目前压电驱动器的使用越来越广泛，测试需求较多，简化测试装置结构、便于携带以及降低测试装置的造价成为迫切需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的问题是，提供一种体型小、结构简单、造价低以及测试精度高的压电陶瓷驱动器输出力的装置。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：一种测试压电陶瓷驱动器输出力的装置，外框1内设有两滑杆即第一滑杆9
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1和第二滑杆9
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2，第一滑杆9
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1和第二滑杆9
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2上均套有滚珠滑套，第一滑杆9
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1以第二螺母17
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2和第四螺母17
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4固定，第二滑杆9
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2以第一螺母17
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1和第三螺母17
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3固定，外框1底部固定有一压力传感器2，压力传感器2上端置有一下块3，下块3开有两通孔，并套在第一滑杆9
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1和第二滑杆9
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2上并可上下滑动；测试时被测压电陶瓷驱动器6置于下块3上，被测压电陶瓷驱动器6的上端由中块4压住，中块4上面开有与第一滑杆9
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1和第二滑杆9
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2嵌套的两通孔，还开有用于分别放置两LVDT 7的两通孔，中块4两侧还开有两螺孔，用于拧入螺钉以分别固定插入中块的两LVDT；中块4上放置有一调整垫块8，调整垫块8上是上块5，上块5和下块3一样开有分别与第一滑杆9
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1和第二滑杆9
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2嵌套的两通孔，上块5中心还用螺孔固定有一中心杆16，中心杆16上也套有滚珠滑套，中心杆滚珠滑套上依次套有预紧弹簧限位块10、预紧弹簧11、推力轴承下垫圈12、推力轴承14、推力轴承上垫圈13，外框1的上部中心位置开有一螺孔，螺孔内套有一空心螺纹杆15；通过调节螺纹杆15的进深长度调整负载大小，通过高压放大器和信号发生器对驱动器加载设定电场值，通过两套LVDT测量驱动器的行程输出，调节螺纹杆的进深长度不断增加驱动器的负载，直到LVDT显示驱动器的行程回到未加电场时的位置时读取下块下方固定的力学传感器的数值即为驱动器的输出力。
[0005]本专利技术的有益效果：
[0006](1)本专利技术装置中，上块、中块和下块均开有两与滑杆嵌套的通孔，上块中心固定有一中心杆，中心杆滑套上依次套有预紧弹簧限位块、预紧弹簧、推力轴承下垫圈、推力轴承和推力轴承上垫圈，消除纵向剪切力。
[0007](2)使用两套LVDT测试驱动器的位移变化可提高测试精度。
[0008](3)本专利技术装置体型小、结构简单、造价低以及测试精度较高，可快速实现压电驱动器的输出力测试。
附图说明
[0009]图1为测量压电陶瓷驱动器输出力的装置示意图一，其中，1为外框，2为压力传感器，3为下块，4为中块，5为上块，6为被测压电陶瓷驱动器，7为LVDT，8调整垫块，9
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1为第一滑杆，9
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2为第二滑杆，10为预紧弹簧限位块，11为预紧弹簧，12为推力轴承下垫圈，13推力轴承上垫圈，14为推力轴承，15为螺纹杆，16为中心杆，17
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1为第一螺母，17
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2为第二螺母，17
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3为第三螺母，17
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4为第四螺母；
[0010]图2为测量压电陶瓷驱动器输出力的装置示意图二，其中，1为外框，3为下块，4为中块，7
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1为第一LVDT，7
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1为第二LVDT，14为推力轴承，15为螺纹杆，16为中心杆，17为螺母；
[0011]图3为PI公司商用驱动器(P
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885.51)利用该测试装置测试不同电压在输出力图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本专利技术。
[0013]如图1
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2所示，本专利技术一种测试压电陶瓷驱动器输出力的装置，将被测压电陶瓷驱动器6置于中块4和下块3之间，并调整到两块中心，通过调节螺纹杆15的进深长度压缩预紧弹簧对被测压电陶瓷驱动器6施加一定的预紧力。将两个LVDT分别放置于中块4的两通孔中，并调整好LVDT的测试高度。通过高压放大器对驱动器加载设定电场值，通过两套LVDT显示驱动器的行程输出，通过调节螺纹杆15的进深长度不断增加驱动器的负载，直到LVDT显示驱动器的行程回到未加电场时的位置时读取下块下方固定的力学传感器的数值即为驱动器的输出力。其中，上块5、中块4和下块3均开有分别与两滑杆嵌套的两通孔，上块5中心固定有一中心杆16，中心杆滑套上依次套有预紧弹簧限位块、预紧弹簧、推力轴承下垫圈12、推力轴承14和推力轴承上垫圈13，消除纵向剪切力。
[0014]所述的加力装置包括：外框1、压力传感器2、下块3、中块4、上块5、压电陶瓷驱动器6、LVDT 7、垫块8、滑杆9、预紧弹簧限位块10、预紧弹簧11、推力轴承下垫圈12、推力轴承上垫圈13、推力轴承14、空心螺纹杆15、中心杆16和四个螺母17(第一螺母17
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1，第二螺母17
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2，第三螺母17
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3和第四螺母17
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4)。外框1内设有两滑杆9即第一滑杆9
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1和第二滑杆9
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2，第一滑杆9
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1和第二滑杆9
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2上均套有滚珠滑套，第一滑杆9
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1以第二螺母17
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2和第四螺母17
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4固定，第二滑杆9
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2以第一螺母17
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1和第三螺母17
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3固定。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试压电陶瓷驱动器输出力的装置，其特征在于：外框(1)内设有两滑杆即第一滑杆(9
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1)和第二滑杆(9
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2)，第一滑杆(9
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1)和第二滑杆(9
‑
2)上均套有滚珠滑套，第一滑杆(9
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1)以第二螺母(17
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2)和第四螺母(17
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4)固定，第二滑杆(9
‑
2)以第一螺母(17
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1)和第三螺母(17
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3)固定，外框(1)底部固定有一压力传感器(2)，压力传感器(2)上端置有一下块(3)，下块(3)开有两通孔，并套在第一滑杆(9
‑
1)和第二滑杆(9
‑
2)上并可上下滑动；测试时被测压电陶瓷驱动器(6)置于下块(3)上，被测压电陶瓷驱动器(6)的上端由中块(4)压住，中块(4)上面开有与第一滑杆(9
‑
1)和第二滑杆(9
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2)嵌套的两通...

【专利技术属性】
技术研发人员：童兴野，周佳骏，陈胜华，刘红，程云涛，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：