CN202928937U - 一种压电陶瓷带负载能力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于压电陶瓷测试技术，涉及一种压电陶瓷带负载能力测量装置。所述压电陶瓷带负载能力测量装置包括支架、测力计、压电陶瓷片夹持座、垂直位移台、压电陶瓷驱动电源和底座。其中支架垂直设置在底座上，并通过支架臂固定测力计，所述测力计设置在支架臂上，且下端测量探头与压电陶瓷相对，所述夹持座设置在底座，其上端面开设用于固定压电陶瓷片的夹持槽，将压电陶瓷片的径向固定在垂直方向，所述垂直位移台具有可以垂直微调，用于支撑夹持座的垂直位移块，所述压电陶瓷驱动电源与压电陶瓷相连。本实用新型压电陶瓷带负载能力测量装置结构简单、成本低廉，测量方便、准确，为激光陀螺制造中压电陶瓷元件筛选提供准确、可靠的依据。
Description
技术领域
本实用新型属于压电陶瓷测试技术，涉及一种压电陶瓷带负载能力测量装置。
背景技术
压电陶瓷材料利用逆压电效应可以实现微位移控制,它具有体积小、推力大、精度及位移分辨力高等优点,且发热量小,不产生噪声,是理想的微位移传感器。其应用涉及到激光通讯、生物工程、纳米加工、自动控制、精密光学、微型机械、微电子技术、计算机应用等高新技术领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。
激光陀螺是基于激光原理一种感测角速度的精密传感器,由于具有启动快、抗冲击震动性能强、动态范围大、输出带宽大以及可靠性高等优点，成为捷联式惯性导航系统的理想元件。作为高精度测量传感器的激光陀螺的输出激光频率,对频率的稳定性具有较高要求。压电陶瓷是调节腔长以使激光陀螺频率稳定的理想微位移器件。
如图1所示，激光陀螺稳频机构包括压电陶瓷2和稳频支架1。通常利用压电陶瓷受电场作用下的径向位移量来实现，对稳频支架的轴向位移，进而推动激光陀螺反射镜，实现对激光陀螺腔长的调节。由于稳频支架和反射镜都具有一定的刚度和弹性，因此压电陶瓷受电场作用下径向形变会受到反作用力的制约，这种反作用力的制约称之压电陶瓷的负载。由于这种制约与压电陶瓷材料及元件的弹性柔顺常数、泊松比、压电系数和材料密度等诸多参量有关，因此采用多变量难以准确衡量压电陶瓷在激光陀螺使用环境下带负载工作的能力。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题：
为了解决现有难以直接衡量激光陀螺用压电陶瓷带负载能力的问题，本实用新型提出一种结构简单、测量精度高的压电陶瓷带负载能力测量装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种压电陶瓷带负载能力测量装置，其包括支架、测力计、夹持座、垂直位移台、压电陶瓷驱动电源和底座，其中支架垂直设置在底座上，并通过支架臂固定测力计，所述测力计设置在支架臂上，且下端测量探头与压电陶瓷相对，所述夹持座设置在底座，其上端面开设用于固定压电陶瓷的夹持槽，将压电陶瓷的极化方向固定在垂直方向，所述垂直位移台具有可以垂直微调，用于支撑夹持座的垂直位移块，所述压电陶瓷驱动电源与压电陶瓷相连。
夹持座夹持槽两侧设置有用于压电陶瓷和其驱动电源连接的导电柱。
本实用新型的有益效果：有别于传统的压电陶瓷性能测量方法，本实用新型利用夹持座夹持待测压电陶瓷，调整垂直位移台将测力计与压电陶瓷接触并施加预紧力。在这种状态下，利用电源给压电陶瓷施加电压，读出测力计显示的反作用力大小，从而可以准确、直观、综合反映压电陶瓷带负载能力。另外，本实用新型压电陶瓷带负载能力测量装置结构简单、成 本低廉，测量方便、准确，为激光陀螺制造中压电陶瓷元件筛选提供准确、可靠的依据，具有较大的实际应用价值。
附图说明
图1是一种激光陀螺稳频机构结构示意图，
其中，1-稳频支架，2-压电陶瓷。
图2是本实用新型压电陶瓷带负载能力测量装置的结构示意图，
其中，2-压电陶瓷、3-垂直位移台，4-夹持座，5-支架，6-测力计，7-压电陶瓷驱动电源、8-底座。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
本实用新型将测量装置与压电陶瓷极化方向的垂直方向重合并将两者一端接触，固定两者另外一端，在允许电场范围内，通过给压电陶瓷连续或间断施加电场，测量压电陶瓷形变过程中受到的反作用力大小，并记录测力装置的测试结果。如果对于不同压电陶瓷在相同电场下的反作用力不同，反作用力大的压电陶瓷，称其带载能力大。反之，称其带载能力小。
请参阅图2，其是本实用新型压电陶瓷带负载能力测量装置的结构示意图。所述压电陶瓷带负载能力测量装置包括支架5、测力计6、压电陶瓷2、夹持座4、垂直位移台3、压电陶瓷驱动电源7和底座8。其中底座8为测量提供基准。支架5垂直设置在底座8上，并通过支架臂固定测力计，以保证测试中测力计6的位置方向的稳定性，并且可以调整测力计6的高低以适应不同尺寸的压电陶瓷测试。所述测力计6设置在支架臂上，且下端测量探头与压电陶瓷相对，用来显示测试中压电陶瓷2受到的反作用力大小。所述夹持座4设置在底座8，其上端面开设用于固定压电陶瓷2的夹持槽，将压电陶瓷2的径向固定在垂直方向，防止测试中压电陶瓷的倾斜，同时夹持座4夹持槽两侧设置导电柱，为压电陶瓷提供电极的延伸，方便电极与压电陶瓷驱动电源7的连接。所述垂直位移台3是其中较为关键和精密的部件，其具有可以垂直微调，用于支撑夹持座4的垂直位移块，从而可以微调压电陶瓷2的垂直高度，使其与测力计更为精准的接触。所述压电陶瓷驱动电源7通过导电柱与压电陶瓷2相连，为压电陶瓷提供测试电场，通常以电压为标准。
其中，测力计6分辨率值必须小于被测压电陶瓷在测试要求的最小电场下的反作用力，否则不能准确描述被测压电陶瓷的带负载能力。而通常激光陀螺稳频用压电陶瓷最大反作用力在1牛顿左右，因此选择分辨率0.1N或0.01N的测力计较为合适。所述垂直位移台的分辨率值必须小于被测压电陶瓷在测试要求的最小电场下的位移量，否则不能保证系统测试的重复性，通常选取分辨率较高的0.002mm位移台。而所述压电陶瓷驱动电源通常电压范围在-300V~+300V，输出精度为0.1V。
本实用新型压电陶瓷带负载能力测量装置进行压电陶瓷带负载能力的测量时，其具体步骤如下：
步骤1：待测压电陶瓷安装
将待测压电陶瓷安装在夹持座4夹持槽内，并正对测力计探头，并通过导电柱与压电陶瓷驱动电源7连接；
步骤2：预紧力调节
调节垂直位移台3，使得压电陶瓷2上升，并与测力计6探头接触，产生一定得预紧力，并由测力计读取预紧力大小；
步骤3：电压驱动使压电陶瓷变形
调节压电陶瓷驱动电源7的输出电压，使压电陶瓷变形，对测力计探头产生作用力，并由测力计6读取该作用力大小；
步骤4：重复读取多组数值并取平均值
重复施加电压，读取多组压电陶瓷2对测力计6探头作用力的大小，并做平均处理，取得最优数值。
Claims (2)
1.一种压电陶瓷带负载能力测量装置，其特征在于：包括支架（5）、测力计（6）、夹持座（4）、垂直位移台（3）、压电陶瓷驱动电源（7）和底座（8），其中支架（5）垂直设置在底座（8）上，并通过支架臂固定测力计，所述测力计（6）设置在支架臂上，且下端测量探头与压电陶瓷相对，所述夹持座（4）设置在底座（8），其上端面开设用于固定压电陶瓷（2）的夹持槽，将压电陶瓷（2）的径向固定在垂直方向，所述垂直位移台（3）具有可以垂直微调，用于支撑夹持座（4）的垂直位移块，所述压电陶瓷驱动电源（7）与压电陶瓷相连。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷带负载能力测量装置，其特征在于：夹持座（4）夹持槽两侧设置有用于压电陶瓷（2）和压电陶瓷驱动电源（7）连接的导电柱。
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| CN2012204537144U CN202928937U (zh) | 2012-09-07 | 2012-09-07 | 一种压电陶瓷带负载能力测量装置 |
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Publications (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN108827587A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-16 | 大连理工大学 | 一种堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试方法 |
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2012
- 2012-09-07 CN CN2012204537144U patent/CN202928937U/zh not_active Expired - Fee Related
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