CN2073597U - 驱动器的非线性滞后校正仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种驱动器的非线性滞后校正系 统，适用于精密驱动定位，微调技术中产生所需的微 米、亚微米级变形量。本实用新型由测定驱动器实际 变形量的应变测量装置和采用负反馈闭环控制的非 线性校正电路构成，对大滞后压电陶瓷驱动器的滞后 量有很显著的校正，低频时，滞后量基本消除高频时， 滞后量≤±4％，同时驱动器校正前后的变形量损失 极小，保证了驱动器的高线性精度和大变形范围，扩 大了使用范围。

Description

本发明是驱动器的非线性滞后校正仪，涉及压电陶瓷微位移驱动器的非线性滞后校正技术。适用于精密驱动定位技术、自动控制技术、精密微调技术中产生所需的微米级和亚微米级变形量。

目前，使用压电陶瓷材料制作的微位移驱动器，由于压电陶瓷材料大位移、大滞后特性的限制，驱动器难以同时满足大变形范围和小滞后的精度要求，因而使驱动器的使用范围受到极大的限制。

本发明的目的在于解决上述问题而提供一种可使驱动器同时达到大位移和小滞后要求的非线性滞后校正仪。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：驱动器的非线性滞后校正仪，包括应变测量装置和非线性滞后校正电路。通过校正仪，确定施加外电压后驱动器的实际变形量，再与所要求的理想变形量进行比较得到非线性滞后误差，并以此误差来控制调节外加电压，使驱动器变形的非线性滞后得到较好的补偿，从而使驱动器具有高线性的精度。应变测量装置包括粘贴在微位移驱动器1侧面的应变片2和应变仪3，非线性校正电路中包括匹配放大器4，比较器5，差值放大器6，叠加器7，高压放大器8。

附图说明：

图1为本发明结构图

图2为驱动器的位移－电压特性图

图3为本发明高压放大器电路图

本发明下面将结合附图作进一步详述：

本发明对大位移、大滞后压电陶瓷微位移驱动器非线性滞后的校正，采用了负反馈控制原理。

如图1所示：在驱动器1上粘贴有应变片2，连接到应变仪3上构成应变测量装置。当对驱动器1施加一定驱动电压时，驱动器1产生变形（伸长或缩短）。但是由于驱动器1的滞后，实际变形量将大于（或小于）要求的变形量。应变测量仪2的栅丝电阻也将随之改变（增大或减小），应变仪3测出该电阻的变化并将其信号输出。非线性校正电路对其输出信号放大，经比较放大器5和差值放大器6与原输入的驱动信号进行比较放大，得到驱动器1的实际非线性滞后信号，然后该信号在叠加器加器7中与原输入的驱动信号相叠加，其叠加后的输出信号输入高压放大器8，经输入放大电路9放大后，在相加器11中与偏置调节电路10的输出信号相加，通过高压放大电路12输出高压驱动信号，控制驱动器1的增大（或减小），从而使驱动器1的非线性滞后得到校正，同时还不影响驱动器1应有的变形量。

如图2所示：在驱动电压为±300V时，大位移、大滞后压电陶瓷驱动器校正前的位移－电压特性如A曲线所示，其变形量为±1.5μm，滞后量为±7.5％。在相同的驱动电压下，校正后的位移－电压特性曲线如B曲线所示，其变形量为±1.53μmm，滞后量为±0.5％。在驱动电压为±300V时，与上述大位移、大滞后驱动器完全相同尺寸的小位移、小滞后压电陶瓷驱动器，其位移－电压特性如C曲线所示，其变形量为±0.66μmm，滞后量为±0.6％。

本发明相比已有技术具有如下优点：

1、采用本发明，对大滞后压电陶瓷驱动器的滞后量有很显著的校正。在低频时，滞后量基本消除；在高频时，滞后量≤±4％，极大地提高了驱动器变形的线性精度，扩大了驱动器的使用范围。

2、在相同的驱动电压下，驱动器校正前后的变形量损失极小，从而保证了在高线性精度时驱动器的大变范围。

3、在相同的驱动电压下，与同尺寸的小位移小滞后压电陶瓷驱动器相比，其位移量提高了2～3倍，在低频使用时，还具有更小的滞后量和更好的线性精度。

Claims (3)

1、一种涉及微位移驱动器的非线性滞后校正仪，其特征在于本发明由测定驱动器实际变形量的应变测量装置和校正电路构成，校正电路是采用负反馈控制的对应变测量装置输出信号进行放大、并与原输入的驱动信号进行比较、叠加、经高压放大后输出控制驱动信号的非线性校正电路。

2、如权利要求1所述的驱动器的非线性滞后校正仪，其特征在于应变测量装置由粘贴在驱动器侧面的应变片连接应变仪组成。

3、如权利要求1所述的驱动器的非线性滞后校正仪，其特征在于非线性校正电路是包括匹配放大器，比较放大器、差值放大器，叠加器、高压放大器的负反馈控制电路。

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