压电陶瓷非线性特性研究

将迈克尔逊干涉仪的可移动平面镜改装为带有压电陶瓷的平面镜,改变压电陶瓷的驱动电压,压电陶瓷就会发生微小形变,迈克尔逊干涉仪两臂的光程差发生改变,导致干涉图样变化。运用MATLAB软件对实验数据进行模拟,验证了电陶瓷的非线性特性。本实验操作简单,可实用性强。     

基于PZT-Si的MEMS微驱动器的设计与仿真分析

设计了一种基于PZT和Si的蟹爪型MEMS微驱动器,该具有结构简单,响应速度快,输出位移大的特点。为了进一步优化结构、提高使用性能寿命,本文根据微驱动器的结构特征,建立了直流电压下PZT蟹爪梁的的力-电耦合数学模型,得到了驱动电压与变形量的关系曲线。采用数值模拟方法开展了压电层材料、厚度等等参数对微驱动器驱动性能的影响研究,研究表明：相对于压电层厚度和输入电压的影响,压电材料性能是系统稳定性的主要影响因素。以弹性柔顺系数相对较低的“硬陶瓷”PZT-4作为压电层时,微驱动器的稳定性增强但驱动响应有所降低;而当选用弹性柔顺系数相对较大的“软陶瓷”PZT-5和PZT-5H作为压电层时,微驱动器的驱动效应增强而稳定性降低。在此基础上,对微驱动器的结构参数进行了优化分析,确定了蟹爪梁结构参数的最优组合, 为微驱动器的设计和改进提供了理论指导。     

基于PZT-Si的微机电系统微驱动器的设计与仿真分析

设计了一种基于PZT和Si的蟹爪型MEMS微驱动器,具有结构简单、响应速度快、输出位移大的特点。为了进一步优化结构、提高使用寿命,根据微驱动器的结构特征,建立了直流电压下PZT蟹爪梁的的力-电耦合数学模型,得到了驱动电压与变形量的关系曲线。采用数值模拟方法开展了压电层材料、厚度等参数对微驱动器驱动性能的影响研究,研究表明:相对于压电层厚度和输入电压的影响,压电材料性能是系统稳定性的主要影响因素。以弹性柔顺系数相对较低的"硬陶瓷"PZT-4作为压电层时,微驱动器的稳定性增强但驱动响应有所降低;而当选用弹性柔顺系数相对较大的"软陶瓷"PZT-5和PZT-5H作为压电层时,微驱动器的驱动效应增强而稳定性降低。在此基础上,对微驱动器的结构参数进行了优化分析,确定了蟹爪梁结构参数的最优组合,为微驱动器的设计和改进提供了理论指导。     

MEMS三维微触觉测头的低频振动测试系统

针对一种MEMS三维微触觉测头,构建了基于Suss Microtec三维微定位器和PI压电陶瓷的动态测试装置,对测头的动态性能进行了表征．分别测试了测头在轴向和横向负载下对不同幅度低频振动信号的响应情况,研究了测量过程的短时重复性能．结果表明,压电陶瓷位移。电压曲线的非线性误差在轴向测量模式下小于0．102％,横向测量模式下小于0．507％     

压电陶瓷微位移的光干涉测量与控制系统

针对压电陶瓷的微位移检测,引入了基于多次反射的光路放大装置,有效提高了迈克尔逊干涉测量的分辨率。理论上分析了放大倍数、入射角和动镜定镜夹角的关系,并对光路的光学放大特性进行了仿真验证。同时搭建高精度光干涉位移测量系统,实现了压电陶瓷以22.6nm为步长的驱动与检测。该装置结构简单、易于控制,可应用于光学滤波系统的精确调谐。     

一种高输出电压的压电陶瓷驱动电源的研究

压电陶瓷驱动电源是压电陶瓷微位移器应用中的关键部件.PA85A是一种高压、高精度的MOSFET运算放大器.本文提出了一种基于PA85A的单端供电的新型压电陶瓷驱动电源,介绍了该电源设计原理并对其性能进行了分析和测试.该电源具有集成度高,响应速度快,驱动力强,稳定性好,输出电压高达(306.8V)的特性,能有效用于光纤光栅传感系统中.     

获得清晰干涉图样的相干光极限振幅比

研究了相干光振幅比对干涉图样清晰度的影响 ,得出了获得清晰干涉图样的极限相干光振幅比和极限反衬度 ,分析了透明薄膜多束反射和多束透射光的振幅比对其干涉图样的影响。     

压电法对血液凝固动态过程监测的研究

研究了在石英晶体电极上微滴血的血凝过程,测定了在血凝过程中压电响应的特征曲线,提出了描述血凝过程的特征压电能参数。     

激光散斑法测量有机玻璃物体微形变研究

通过设计激光散斑干涉测量系统,详细分析了激光散斑图像位相变化,以及有机玻璃离面微位移与干涉黑条纹序数和激光波长的关系。在激光散斑测量物体微形变系统中,应用物品架旋钮施加压力于有机玻璃,在632.8nm氦氖激光垂直入射于物品后,物品架旋钮分别减少6格、2格、2格,有机玻璃所受压力随之减小。在不同压力作用下有机玻璃所产生的微形变发生变化,通过CCD记录和计算机数据采集卡采集物体形变前后产生的激光散斑图样,经数值分析与计算,得到3种压力下物体的离面位移分别为1 898、1 264和632nm。得出随着有机玻璃施加压力的变小,离面位移微形变也变小的结论,为后续激光散斑压力传感器的研制提供了有效参考依据。     

基于迈克尔逊干涉仪的双线偏振光干涉实验设计

给出了双线偏振光干涉的理论分析,获得了双线偏振光干涉图样上可见度与其偏振平面夹角的函数关系.在迈克尔逊干涉仪光路的基础上加上了偏振片,实现了双线偏振光的干涉.通过调整偏振片的透振方向,从而获得了偏振平面不同夹角下的干涉图样,并使用CCD成像技术记录了干涉图样,将理论与实验结果进行了对比分析,分析结果表明：理论预言在定性上获得了实验支持.