CN105137775A - 一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置的技术方案，该方案包括有夹具A、夹具B、压电陶瓷、夹具C、力传感器、推力装置、固定座、位移测试装置、接触头、底座、滑动座；固定座固定在底座的一端；滑动座安装在底座的中部；夹具A安装在固定坐上；夹具B固定在夹具A上；压电陶瓷固定在夹具B中；滑动座的底部安装有位移测试装置；滑动座的顶部固定有夹具C；夹具C上靠近固定座的一侧安装有接触头；接触头与压电陶瓷接触。该方案能够在线调节压电陶瓷的预紧力，测试输出位移，即可绘制出预紧力-位移曲线，实现高精度测试与调节。其测试过程简单，测量精度高，系统误差小。

Description

一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置
技术领域
本发明涉及的是压电陶瓷位移测试领域，尤其是一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置。
背景技术
在微位移器件中，压电陶瓷应用比较广泛，使用中压电陶瓷的位移测试是共同关注的问题。目前，对于微位移压电陶瓷的位移的测试不尽相同，有非接触式测试，包括激光测试、电涡流测试等，而接触式测试有比较常见的高度测试仪，对于非接触式测试，受测试原理的限制精度较低，而接触式测试，需要反复确认测试零点，并且电压加载后再次测试时零点的变化量难以确认，系统误差较大，对于上述几种测试方法，都难以实现压电陶瓷预紧力的在线测试，即为了改变压电陶瓷的预紧力，需要调节之后再次测量，工序繁杂，难以实现定量测试，同时，上述测试仪器价格昂贵，不宜推广。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置的技术方案，该方案能够在线调节压电陶瓷的预紧力，测试输出位移，即可绘制出预紧力-位移曲线，实现高精度测试与调节。其测试过程简单，测量精度高，系统误差小。
本方案是通过如下技术措施来实现的：
一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，包括有夹具A、夹具B、压电陶瓷、夹具C、力传感器、推力装置、固定座、位移测试装置、接触头、底座、滑动座和计算机；固定座固定在底座的一端；滑动座安装在底座的中部；夹具A安装在固定坐上；夹具B固定在夹具A上；压电陶瓷固定在夹具B中；滑动座的底部安装有位移测试装置；滑动座的顶部固定有夹具C；夹具C上靠近固定座的一侧安装有接触头；滑动座上远离固定座的一侧与推力装置连接；滑动座和推力装置的连接部设置有力传感器；接触头与压电陶瓷接触；计算机能够绘制出压电陶瓷的电压-位移曲线和预紧力-位移曲线，也能够计算出压电陶瓷的迟滞特性。
作为本方案的优选：夹具C上设置有扳手；扳手能够调节接触头的伸缩，即能够调节压电陶瓷的预紧力。
作为本方案的优选：推力装置、力传感器和接触头的中心轴线共面。
作为本方案的优选：位移测试装置为高精度光栅或高精度位移传感器，其精度与压电陶瓷的位移响应特性相匹配；位移测试装置能够精确确定测试零点。
作为本方案的优选：夹具A上设置有凹槽；夹具B固定在夹具A的凹槽内。
作为本方案的优选：夹具B上设置有凹槽；夹具B靠近接触头的侧面上设置有连通凹槽的通孔；压电陶瓷固定在凹槽内；接触头穿过通孔与压电陶瓷接触。
作为本方案的优选：推力装置为液压缸或直线电机或弹簧之一。
作为本方案的优选：接触头与压电陶瓷同轴。
作为本方案的优选：滑动座能够在推力装置的轴向方向上平移。
作为本方案的优选：夹具C、接触头和扳手组成丝杠结构。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中推力装置加力，力传感器读取压力，位移测试装置清零确定零点，给压电陶瓷加载电压，陶瓷伸缩带动位移测试装置前后移动读取位置信息，经计算机处理即可绘制电压-位移曲线，同时，在线调节压电陶瓷的预紧力，测试输出位移，即可绘制出预紧力-位移曲线，实现高精度测试与调节。其测试过程简单，测量精度高，系统误差小，同时实现了预紧力在线调节。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1为夹具A，2为夹具B，3为压电陶瓷，4为夹具C，5为力传感器，6为推力装置，7为滑动座，8为位移测试装置，9为扳手，10为接触头，11为底座，12为固定座。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图所示，本发明包括有夹具A、夹具B、压电陶瓷、夹具C、力传感器、推力装置、固定座、位移测试装置、接触头、底座、滑动座；固定座固定在底座的一端；滑动座安装在底座的中部；夹具A安装在固定坐上；夹具B固定在夹具A上；压电陶瓷固定在夹具B中；滑动座的底部安装有位移测试装置；滑动座的顶部固定有夹具C；夹具C上靠近固定座的一侧安装有接触头；滑动座上远离固定座的一侧与推力装置连接；滑动座和推力装置的连接部设置有力传感器；接触头与压电陶瓷接触。夹具C上设置有扳手；扳手能够调节接触头的伸缩，即能够调节压电陶瓷的预紧力。推力装置、力传感器和接触头的中心轴线共面。位移测试装置为高精度光栅或高精度位移传感器，其精度与压电陶瓷的位移响应特性相匹配。夹具A上设置有凹槽；夹具B固定在夹具A的凹槽内。夹具B上设置有凹槽；夹具B靠近接触头的侧面上设置有连通凹槽的通孔；压电陶瓷固定在凹槽内；接触头穿过通孔与压电陶瓷接触。推力装置为液压缸或直线电机或弹簧之一。接触头与压电陶瓷同轴。滑动座能够在推力装置的轴向方向上平移。夹具C、接触头和扳手组成丝杠结构。
在使用时，推力装置对滑动座施加推力，力传感器测试推力大小，压电陶瓷加载电压，位置测试装置读取位移信息并确定位置零点，滑动座随着压电陶瓷的伸缩前后移动，位移测试装置读取位移信息，计算机绘制加载到压电陶瓷上的电压与位移测试装置测定的位移关系曲线，并可以计算出压电陶瓷的迟滞特性；使用扳手能够调节压电陶瓷的预紧力，位移测试装置读取位移变化信息，计算机绘制预紧力与位移之间的关系曲线。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：包括有夹具A、夹具B、压电陶瓷、夹具C、力传感器、推力装置、固定座、位移测试装置、接触头、底座、滑动座和计算机；所述固定座固定在底座的一端；所述滑动座安装在底座的中部；所述夹具A安装在固定坐上；所述夹具B固定在夹具A上；所述压电陶瓷固定在夹具B中；所述滑动座的底部安装有位移测试装置；所述滑动座的顶部固定有夹具C；所述夹具C上靠近固定座的一侧安装有接触头；所述滑动座上远离固定座的一侧与推力装置连接；所述滑动座和推力装置的连接部设置有力传感器；所述接触头与压电陶瓷接触；所述计算机能够绘制出压电陶瓷的电压-位移曲线和预紧力-位移曲线，也能够计算出压电陶瓷的迟滞特性。
2.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述夹具C上设置有扳手；所述扳手能够调节接触头的伸缩，即能够调节压电陶瓷的预紧力。
3.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述推力装置、力传感器和接触头的中心轴线共面。
4.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述位移测试装置为高精度光栅或高精度位移传感器，其精度与压电陶瓷的位移响应特性相匹配；所述位移测试装置能够精确确定测试零点。
5.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述夹具A上设置有凹槽；所述夹具B固定在夹具A的凹槽内。
6.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述夹具B上设置有凹槽；所述夹具B靠近接触头的侧面上设置有连通凹槽的通孔；所述压电陶瓷固定在凹槽内；所述接触头穿过通孔与压电陶瓷接触。
7.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述推力装置为液压缸或直线电机或弹簧之一。
8.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述接触头与压电陶瓷同轴。
9.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述滑动座能够在推力装置的轴向方向上平移。
10.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷预紧力及位移在线调节与测试装置，其特征是：所述夹具C、接触头和扳手组成丝杠结构。
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