JPS61256774A - ヒステリシス除去方法 - Google Patents
ヒステリシス除去方法Info
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- JPS61256774A JPS61256774A JP60097733A JP9773385A JPS61256774A JP S61256774 A JPS61256774 A JP S61256774A JP 60097733 A JP60097733 A JP 60097733A JP 9773385 A JP9773385 A JP 9773385A JP S61256774 A JPS61256774 A JP S61256774A
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- piezoelectric element
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Links
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 7
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/06—Drive circuits; Control arrangements or methods
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、圧電素子を駆動源とする位置決め装置におい
て、該素子のもつ残留ヒステリシスを確実に除去するの
に好適なヒステリシス除去方法に関する。
て、該素子のもつ残留ヒステリシスを確実に除去するの
に好適なヒステリシス除去方法に関する。
（発明の背景〕
圧電素子アクチュエータを用いた位置決め装置は、特願
昭５７−１８１３３８号に記載のように、サブミクロン
以下の高精度位置決めに適している。しかし、圧電素子
には第１図で示すように、印加電圧の上昇時と下降時と
で異なる変位履歴曲線をたどる、いわゆるヒステリシス
特性が存在する。そのため、印加電圧をゼロとした場合
でも、それ以前に印加されていた電圧の大きさと極性に
よって、圧電素子の素子長さが異なり、給体位置への位
置決め誤差を生ずる原因となっていた。
昭５７−１８１３３８号に記載のように、サブミクロン
以下の高精度位置決めに適している。しかし、圧電素子
には第１図で示すように、印加電圧の上昇時と下降時と
で異なる変位履歴曲線をたどる、いわゆるヒステリシス
特性が存在する。そのため、印加電圧をゼロとした場合
でも、それ以前に印加されていた電圧の大きさと極性に
よって、圧電素子の素子長さが異なり、給体位置への位
置決め誤差を生ずる原因となっていた。
本発明の目的は、圧電素子アクチュエータの残留ヒステ
リシスを取り除く、簡略なヒステリシス除去方法を提供
することにある。
リシスを取り除く、簡略なヒステリシス除去方法を提供
することにある。
本発明の方法は、時間的に振幅が減少する振動電圧を圧
電素子アクチュエータに印加することにより、該圧電素
子アクチュエータの残留ヒステリシスを除去せしめるこ
とを特徴とするものである。
電素子アクチュエータに印加することにより、該圧電素
子アクチュエータの残留ヒステリシスを除去せしめるこ
とを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。
第２図は本発明により圧電素子アクチュエータのヒステ
リシスを取り除く原理を説明する図であり、横軸は圧電
素子への印加電圧、たて軸はその変位量を示している。
リシスを取り除く原理を説明する図であり、横軸は圧電
素子への印加電圧、たて軸はその変位量を示している。
先ず、Ｏｖから上昇する電圧の印加に従い、変位上昇曲
線１にそいながら変化量が増加してゆき、印加電圧が減
少方向に転じると変位下降曲線２にそいながら変位量が
減少し。
線１にそいながら変化量が増加してゆき、印加電圧が減
少方向に転じると変位下降曲線２にそいながら変位量が
減少し。
Ｏｖとなる前に印加電圧を上昇に転じると、今度は変位
上昇曲線３をたどりながら変位量が増加し、以下、下降
曲線４、上昇曲線５と徐々に収束し、最終的には印加電
圧６に対応した変位量７を得る。
上昇曲線３をたどりながら変位量が増加し、以下、下降
曲線４、上昇曲線５と徐々に収束し、最終的には印加電
圧６に対応した変位量７を得る。
このように圧電素子アクチュエータに加える電圧の振幅
を徐々に減少させることにより、その前に残留していた
ヒステリシスを取り除くことができる。
を徐々に減少させることにより、その前に残留していた
ヒステリシスを取り除くことができる。
第３図は、上記の動作を実現するための具体的な印加電
圧を示す波形図であり、横軸は印加電圧、たて軸は時間
となっている。Ｏｖから最大電圧に向けて上昇する電圧
波形ＩＡ、最大電圧から減少に転じる電圧波形２Ａ、Ｏ
Ｖへ到達する前に上昇へ転じる波形３Ａ、最大電圧到達
以前に減少方向へ再転する電圧波形４Ａ、再び上昇再転
する５Ａ。
圧を示す波形図であり、横軸は印加電圧、たて軸は時間
となっている。Ｏｖから最大電圧に向けて上昇する電圧
波形ＩＡ、最大電圧から減少に転じる電圧波形２Ａ、Ｏ
Ｖへ到達する前に上昇へ転じる波形３Ａ、最大電圧到達
以前に減少方向へ再転する電圧波形４Ａ、再び上昇再転
する５Ａ。
・・・と順次振幅が小さくなり、１秒経過後９において
は、ｅ１／２の電圧値６で安定するような減衰振動電圧
を、圧電素子アクチュエータに印加することにより、ヒ
ステリシスを取り除くことができる。
は、ｅ１／２の電圧値６で安定するような減衰振動電圧
を、圧電素子アクチュエータに印加することにより、ヒ
ステリシスを取り除くことができる。
第４図は本発明を実施する具体的な回路図の例であり、
第５図ａ−ｅはその回路図各部に対応した各部の波形を
示すもので、同図ａは第４図の１２、ｂは１６．ｃは２
５．ｄは２６．ｅは３５の各点に対応する。第５ｙＡを
参考に第４図について以下、説明する。
第５図ａ−ｅはその回路図各部に対応した各部の波形を
示すもので、同図ａは第４図の１２、ｂは１６．ｃは２
５．ｄは２６．ｅは３５の各点に対応する。第５ｙＡを
参考に第４図について以下、説明する。
演算増幅器１０を用いたウィーンブリッジ型正弦波発振
回路１１の出力信号１２（第５図ａ）を、アナログ乗算
器１３のＸ入力に入力しておく、この乗算器１３は、そ
の出力２６を２人力にフィードバックすることにより、
伝達関数（Ｘ−Ｙ／１０）を得るモノリシック型集積回
路である。一方、ヒステリシス除去動作のスタートスイ
ッチ１４の操作により、モノステーブルマルチバイブレ
ーク１５がトリガされ、数ｍｓのパルス１６（第５図ｂ
）を発生し、コンデンサ充放電回路２４のアナログスイ
ッチ１７へ入力し、常時開接点側１８へ切換えられる。
回路１１の出力信号１２（第５図ａ）を、アナログ乗算
器１３のＸ入力に入力しておく、この乗算器１３は、そ
の出力２６を２人力にフィードバックすることにより、
伝達関数（Ｘ−Ｙ／１０）を得るモノリシック型集積回
路である。一方、ヒステリシス除去動作のスタートスイ
ッチ１４の操作により、モノステーブルマルチバイブレ
ーク１５がトリガされ、数ｍｓのパルス１６（第５図ｂ
）を発生し、コンデンサ充放電回路２４のアナログスイ
ッチ１７へ入力し、常時開接点側１８へ切換えられる。
このとき、コンデンサ２１に充電していた電荷は、ダイ
オード２０を経由して急速に放電され、コンデンサ充放
電回路２４の出力信号２５は、急速に＋１０ｖまで上昇
し、その後、入力信号１６がＯｖに戻ると、アナログス
イッチ１７も常時閉接点側１９に戻され、コンデンサ２
１と抵抗２２の時定数による充電が開始され、該出力信
号２５は、 ＋ｌＯＶからＯｖへ向かって自然対数曲線
で減少する（第５図Ｃ）、このようなコンデンサ充放電
回路２４の出力信号２５を、先に説明した乗算器１３の
Ｙ入力に入力することにより、乗算器１３の出力は、減
衰振動波形となり（第５図ｄ）出力増幅回路３３の演算
増幅器２７の反転入力へ入力する。この出力増幅回路３
３は、演算増幅器２７と出力トランジスタ２８と負荷抵
抗２９とフィードバック抵抗３０と収束電圧値入力抵抗
３１とから成っており、収束電圧設定用ボリューム３２
により収束電圧が出力３５で３００ｖとなるように設定
すると、最大電圧６００ｖ、収束電圧３００Ｖの減衰振
動電圧となり（第５図ｅ）、その減衰振動電圧を圧電素
子アクチュエータ３４へ印加せしめることにより、該圧
電素子アクチュエータ３４の残留ヒステリシスを除去す
る。
オード２０を経由して急速に放電され、コンデンサ充放
電回路２４の出力信号２５は、急速に＋１０ｖまで上昇
し、その後、入力信号１６がＯｖに戻ると、アナログス
イッチ１７も常時閉接点側１９に戻され、コンデンサ２
１と抵抗２２の時定数による充電が開始され、該出力信
号２５は、 ＋ｌＯＶからＯｖへ向かって自然対数曲線
で減少する（第５図Ｃ）、このようなコンデンサ充放電
回路２４の出力信号２５を、先に説明した乗算器１３の
Ｙ入力に入力することにより、乗算器１３の出力は、減
衰振動波形となり（第５図ｄ）出力増幅回路３３の演算
増幅器２７の反転入力へ入力する。この出力増幅回路３
３は、演算増幅器２７と出力トランジスタ２８と負荷抵
抗２９とフィードバック抵抗３０と収束電圧値入力抵抗
３１とから成っており、収束電圧設定用ボリューム３２
により収束電圧が出力３５で３００ｖとなるように設定
すると、最大電圧６００ｖ、収束電圧３００Ｖの減衰振
動電圧となり（第５図ｅ）、その減衰振動電圧を圧電素
子アクチュエータ３４へ印加せしめることにより、該圧
電素子アクチュエータ３４の残留ヒステリシスを除去す
る。
以上説明したように本発明によれば、圧電素子アクチュ
エータを常に一定の初期状態に容易に設定することがで
き、圧電素子アクチュエータを用いた位置決め装置の絶
対精度の向上に大きな効果がある。
エータを常に一定の初期状態に容易に設定することがで
き、圧電素子アクチュエータを用いた位置決め装置の絶
対精度の向上に大きな効果がある。
第１図は圧電素子のヒステリシス特性図、第２図はヒス
テリシス除去方法の原理説明図、第３図は印加電圧波形
図、第４図は本発明の一実施態様を説明する回路図、第
５図は回路の各部波形図である。 −１１・・・ウィーンブリッジ発振回路、１３・・・乗
算器、２４・・・コンデンサ充放電回路、３４・・・圧
電素子アクチュエータ、３５・・・印加電圧。 ｙｆＪ２図 １３図
テリシス除去方法の原理説明図、第３図は印加電圧波形
図、第４図は本発明の一実施態様を説明する回路図、第
５図は回路の各部波形図である。 −１１・・・ウィーンブリッジ発振回路、１３・・・乗
算器、２４・・・コンデンサ充放電回路、３４・・・圧
電素子アクチュエータ、３５・・・印加電圧。 ｙｆＪ２図 １３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、時間的に振幅が減少する振動電圧を圧電素子アクチ
ュエータに印加することにより、該圧電素子アクチュエ
ータの残留ヒステリシスを除去せしめることを特徴とす
るヒステリシス除去方法。 ２、上記時間的に振幅が減少する振動電圧が、周期信号
発生回路とコンデンサ充放電回路とアナログ乗算回路と
によつて発生されることを特徴とする第１項記載のヒス
テリシス除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097733A JPS61256774A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | ヒステリシス除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097733A JPS61256774A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | ヒステリシス除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61256774A true JPS61256774A (ja) | 1986-11-14 |
Family
ID=14200092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60097733A Pending JPS61256774A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | ヒステリシス除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61256774A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61285082A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Toshiba Corp | 圧電型駆動装置 |
| FR2685988A1 (fr) * | 1992-01-07 | 1993-07-09 | Framatome Sa | Verin comportant un barreau de materiau transducteur a pilotage electrique. |
| US6046525A (en) * | 1996-03-28 | 2000-04-04 | Nec Corporation | Piezo-electric actuator control method and device and variable wavelength filter using the piezo-electric actuator device |
-
1985
- 1985-05-10 JP JP60097733A patent/JPS61256774A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61285082A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Toshiba Corp | 圧電型駆動装置 |
| JPH0477551B2 (ja) * | 1985-06-10 | 1992-12-08 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| FR2685988A1 (fr) * | 1992-01-07 | 1993-07-09 | Framatome Sa | Verin comportant un barreau de materiau transducteur a pilotage electrique. |
| US6046525A (en) * | 1996-03-28 | 2000-04-04 | Nec Corporation | Piezo-electric actuator control method and device and variable wavelength filter using the piezo-electric actuator device |
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