更新時間： 2019-10-12
自1880年居里兄弟發現晶體的壓電效應以來,壓電器件已在水聲、超聲、傳感技術及新型作動器等領域得到了廣泛的應用。隨著科學技術的發展,航空航天、光學精密工程等新技術領域對壓電器件的特性要求也越來越高。特別是在相移干涉技術中,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點,已成為目前應用非常廣泛的微位移執行器。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常作為移相驅動器用于各類干涉儀,作為納米精度的微位移執行器驅動各種精密平移臺,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非線性測量系統只需要光電探測器及數據采集卡等設備,運用光的干涉原理把PZT的位移量轉換成干涉條紋移動的次數,方便準確的測出了不同驅動電壓條件下PZT的位移特性曲線,并且達到了很好的精度。實驗數據分析表明,對于DWY-3型PZT,電壓步長為0.20v～0.60v、時間問隔為10ms～80ms的驅動參數比較理想,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。
