CN108614469A - 一种压电陶瓷的驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电陶瓷的驱动装置。所述压电陶瓷的驱动装置包括微处理器、数模转换器、电压基准和电压放大器；所述微处理器产生数字信号提供给数模转换器；所述数模转换器使用所述电压基准作为数模转换的参考电压，并将所述数字信号转换为模拟信号传输至所述电压放大器；所述模拟信号经电压放大器放大后传输至压电陶瓷的两端。本发明提供的压电陶瓷的驱动装置能提高定位系统的定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及精密位移控制技术领域，具体涉及一种压电陶瓷的驱动装置。
背景技术
压电陶瓷材料具有分辨率高，频率特性好，输出力大，无磁干扰和发热小等优点，其作为纳米级定位系统的执行机构被广泛地使用于航空航天、半导体、生物工程、精密检测及精密加工等领域。在高精度定位应用中，通常会要求压电陶瓷执行器具有纳米量级的定位精度。压电陶瓷材料的伸长量与施加其两端的电压差成正比，当该电压差发生变化时压电陶瓷执行器的定位也随之变化。通常，压电陶瓷驱动电路使用一端接地，另一端使用数模转换器和电压放大器的驱动电路结构，在这种驱动电路结构中数模转换器和电压放大器都会受到温度的影响而产生温度漂移，使得输出电压随温度发生改变，即压电陶瓷两端的电压差变化，继而导致定位系统的定位精度降低。
发明内容
本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种压电陶瓷的驱动装置。所述压电陶瓷的驱动装置包括微处理器、数模转换器、电压基准和电压放大器；所述微处理器产生数字信号提供给数模转换器；所述数模转换器使用所述电压基准作为数模转换的参考电压，并将所述数字信号转换为模拟信号传输至所述电压放大器；所述模拟信号经电压放大器放大后传输至压电陶瓷的两端。
在一些实施例中，所述数模转换器包括第一数模转换器和第二数模转换器。
在一些实施例中，所述第一数模转换器和第二数模转换器都使用同一个电压基准作为数模转换的参考电压。
在一些实施例中，所述第一数模转换器和第二数模转换器位于同一个封装内。
在一些实施例中，所述电压放大器包括第一电压放大器和第二电压放大器。
在一些实施例中，所述第一电压放大器和第二电压放大器使用相同的电压放大倍数。
在一些实施例中，所述第一电压放大器和第二电压放大器位于同一个封装内。
在一些实施例中，所述第一电压放大器和第二电压放大器分别连接于所述压电陶瓷的两端。
在一些实施例中，所述电压基准采用Anolog Devices公司的ADR4550；所述数模转换器采用Anolog Devices公司的AD5025；所述电压放大器采用Anolog Devices公司的AD2028。
在一些实施例中，所述微处理器、数模转换器、电压基准和电压放大器装配在印制电路板上。
本发明提供的压电陶瓷的驱动装置能解决现有压电陶瓷驱动技术存在的易受温度影响的问题，进而提高定位系统的定位精度。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的压电陶瓷的驱动装置的结构示意图；
图2为根据本发明另一个实施例的压电陶瓷的驱动装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
参考图1所示，是本发明提供的一种压电陶瓷的驱动装置100。所述压电陶瓷的驱动装置100包括:微处理器1、数模转换器、电压基准5和电压放大器；所述微处理器1产生数字信号提供给数模转换器；所述数模转换器使用所述电压基准5作为数模转换的参考电压，并将所述数字信号转换为模拟信号传输至所述电压放大器；所述模拟信号经电压放大器放大后传输至压电陶瓷9的两端。
在一些实施例中，所述数模转换器包括第一数模转换器3和第二数模转换器4。
在一些实施例中，所述第一数模转换器3和第二数模转换器4都使用同一个电压基准5作为数模转换的参考电压。
在一些实施例中，所述第一数模转换器3和第二数模转换器4位于同一个封装2内。
在一些实施例中，所述电压放大器包括第一电压放大器6和第二电压放大器7。
在一些实施例中，所述第一电压放大器6和第二电压放大器7使用相同的电压放大倍数。
在一些实施例中，所述第一电压放大器6和第二电压放大器7位于同一个封装8内。
在一些实施例中，所述第一电压放大器6和第二电压放大器7分别连接于所述压电陶瓷9的两端。
在一些实施例中，所述电压基准5采用Anolog Devices公司的ADR4550；所述数模转换器采用Anolog Devices公司的AD5025；所述电压放大器采用Anolog Devices公司的AD2028。
在一些实施例中，所述微处理器1、数模转换器、电压基准5和电压放大器装配在印制电路板上。
如图2所示的实施例中，是本发明的一种压电陶瓷的驱动装置具体实施例方式，所述包括压电陶瓷的驱动装置电压基准、数模转换器、电压放大器。其中电压基准采用AnologDevices公司的ADR4550，数模转换器采用Anolog Devices公司的AD5025，电压放大器采用Anolog Devices公司的AD2028。ADR4550的VOUT引脚与AD5025的VREFA和VREFB引脚连接，AD5025的OUTA和OUTB引脚连接至压电陶瓷两端。
本发明实施例提供的压电陶瓷的驱动装置在当温度发生变化时，由于第一数模转换器和第二数模转换器使用同一个电压基准，且第一数模转换器和第二数模转换器位于同一封装内，其温度变化量相同，导致输出给电压放大器的模拟量电压变化量相同。当温度发生变化时，由于第一电压放大器和第二电压放大器的输入电压变化量相同、电压放大倍数相同，且第一电压放大器和第二电压放大器位于同一封装内，其温度变化量相同，导致输出给压电陶瓷的模拟量电压变化量相同。当温度发生变化时，由于施加于压电陶瓷两端的电压变化量相同，即其电压差不发生改变，因此其伸缩量不发生变化，保证其定位精度。故本发明实施例提供的压电陶瓷的驱动装置能解决现有压电陶瓷驱动技术存在的易受温度影响的问题，进而提高定位系统的定位精度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，包括
微处理器、数模转换器、电压基准和电压放大器；
所述微处理器产生数字信号提供给数模转换器；
所述数模转换器使用所述电压基准作为数模转换的参考电压，并将所述数字信号转换为模拟信号传输至所述电压放大器；
所述模拟信号经电压放大器放大后传输至压电陶瓷的两端。
2.如权利要求1所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，所述数模转换器包括第一数模转换器和第二数模转换器。
3.如权利要求2所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，所述第一数模转换器和第二数模转换器都使用同一个电压基准作为数模转换的参考电压。
4.如权利要求2所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，所述第一数模转换器和第二数模转换器位于同一个封装内。
5.如权利要求1所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，所述电压放大器包括第一电压放大器和第二电压放大器。
6.如权利要求5所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，所述第一电压放大器和第二电压放大器使用相同的电压放大倍数。
7.如权利要求5所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，所述第一电压放大器和第二电压放大器位于同一个封装内。
8.如权利要求5所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，所述第一电压放大器和第二电压放大器分别连接于所述压电陶瓷的两端。
9.如权利要求1所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，
所述电压基准采用Anolog Devices公司的ADR4550；
所述数模转换器采用Anolog Devices公司的AD5025；
所述电压放大器采用Anolog Devices公司的AD2028。
10.如权利要求1所述的一种压电陶瓷的驱动装置，其特征在于，所述微处理器、数模转换器、电压基准和电压放大器装配在印制电路板上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611133605.3A CN108614469A (zh) | 2016-12-10 | 2016-12-10 | 一种压电陶瓷的驱动装置 |
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Publications (1)
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| CN201611133605.3A Withdrawn CN108614469A (zh) | 2016-12-10 | 2016-12-10 | 一种压电陶瓷的驱动装置 |
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| CN (1) | CN108614469A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110380639A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-10-25 | 清华大学合肥公共安全研究院 | 一种压电陶瓷功率驱动装置及其驱动方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104320017A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-28 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 压电陶瓷驱动装置 |
| CN106253741A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-12-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 压电陶瓷驱动装置 |
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2016
- 2016-12-10 CN CN201611133605.3A patent/CN108614469A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|
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