压电陶瓷驱动器位移测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及分类压电陶瓷闭环控制技术领域，特别是一种压电陶瓷驱动器位移测量装置。


背景技术：

2.压电陶瓷驱动器利用逆压电效应产生位移时，其本身会有迟滞和蠕变误差。要想使压电陶瓷驱动器产生的位移更精确，需要对其进行位置反馈的闭环控制。适合于测量压电陶瓷驱动器的传感器就是电阻应变片。但是高精度的电阻应变片尺寸较小，而压电陶瓷驱动器长度往往是高精度电阻应变片的数倍到数十倍。压电陶瓷驱动器本身由多片陶瓷面粘接而成，每片陶瓷片的特性往往并不一致。一片高精度应变片只能覆盖数片陶瓷片，导致测量时会产生误差。而且电阻应变片也不适合圆形等非长方体的压电陶瓷驱动器。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种压电陶瓷驱动器位移测量装置，本实用新型利用压电陶瓷驱动器推动薄弱部产生变形，高精度应变片粘贴于外框的薄弱部处，对位移进行测量，而且可以大大提高压电陶瓷驱动器本身的抗扭强度。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种压电陶瓷驱动器位移测量装置，包括压电陶瓷驱动器和一体成型的外框，所述外框的底部设有端面，外框的顶部设有螺孔，所述螺孔内设有螺柱，所述压电陶瓷驱动器的一端与所述端面连接，压电陶瓷驱动器的另一端与所述螺柱连接，所述外框的顶部和底部之间均布有至少两个支撑条，外框上与所述支撑条相对的位置设有用于吸纳变形的薄弱部，所述薄弱部上设有电阻应变片。
5.作为本实用新型的进一步改进，所述压电陶瓷驱动器的两端通过粘接的方式与所述端面以及螺柱连接。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述电阻应变片通过粘贴的方式设于所述薄弱部上。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述支撑条和所述薄弱部的个数均为两个。
8.作为本实用新型的进一步改进，在所述外框上，所述支撑条设于所述薄弱部的内侧。
9.本实用新型的有益效果是：
10.本实用新型利用压电陶瓷驱动器的推动产生位移，利用高精度电阻应变片测量变形量，测量精度更高，整体能够获得更好的抗剪切和抗扭强度。
附图说明
11.图1为本实用新型实施例中外框的结构示意图；
12.图2为本实用新型实施例的整体结构示意图。
13.附图标记：
14.1、外框，1-1、薄弱部，1-2、支撑条，1-3、螺孔，1-4、端面，2、电阻应变片，3、压电陶瓷驱动器，4、螺柱。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
16.实施例
17.如图1和图2所示，一种压电陶瓷驱动器位移测量装置，包括一体成型的外框1，两片电阻应变片2，压电陶瓷驱动器3和螺柱4；在一体成型的外框上端开设一螺孔1-3，设两个支撑条1-2，设两个吸纳变形的薄弱部1-1，压电陶瓷驱动器3的下端粘结于端面1-4中心处。
18.装配时，给压电陶瓷驱动器3施加电压使压电陶瓷驱动器3处于最短状态，两端涂上胶水，将压电陶瓷驱动器3置于外框1的中间位置，再将螺柱4拧入外框1的螺孔1-3内并与压电陶瓷驱动器3的上端对接并粘好，最后将电阻应变片2粘贴于两薄弱部1-1上，压电陶瓷驱动器3推薄弱部1-1集中产生形变，电阻应变片2对薄弱部1-1的形变进行测量。两侧的支撑条1-2和薄弱部1-1之间形成类似三角形的结构，可以像弓箭一样使薄弱部处于一种更稳定的状态，不会向内或者向外弯曲，从而使测量结果更准确，而且此装置可以适用多种形状的压电陶瓷驱动器3。
19.电阻应变片2组成桥式电路，再利用仪表放大电路对桥式电路进行信号调理，从而获得与装置位移量对应的电压量。再利用pid算法进行闭环控制，从而获得精确的位移控制，克服压电陶瓷驱动器本身的迟滞和蠕变误差。
20.以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种压电陶瓷驱动器位移测量装置，其特征在于，包括压电陶瓷驱动器和一体成型的外框，所述外框的底部设有端面，外框的顶部设有螺孔，所述螺孔内设有螺柱，所述压电陶瓷驱动器的一端与所述端面连接，压电陶瓷驱动器的另一端与所述螺柱连接，所述外框的顶部和底部之间均布有至少两个支撑条，外框上与所述支撑条相对的位置设有用于吸纳变形的薄弱部，所述薄弱部上设有电阻应变片。2.根据权利要求1所述的压电陶瓷驱动器位移测量装置，其特征在于，所述压电陶瓷驱动器的两端通过粘接的方式与所述端面以及螺柱连接。3.根据权利要求1所述的压电陶瓷驱动器位移测量装置，其特征在于，所述电阻应变片通过粘贴的方式设于所述薄弱部上。4.根据权利要求1所述的压电陶瓷驱动器位移测量装置，其特征在于，所述支撑条和所述薄弱部的个数均为两个。5.根据权利要求1或4所述的压电陶瓷驱动器位移测量装置，其特征在于，在所述外框上，所述支撑条设于所述薄弱部的内侧。

技术总结
本实用新型公开了一种压电陶瓷驱动器位移测量装置，包括压电陶瓷驱动器和一体成型的外框，所述外框的底部设有端面，外框的顶部设有螺孔，所述螺孔内设有螺柱，所述压电陶瓷驱动器的一端与所述端面连接，压电陶瓷驱动器的另一端与所述螺柱连接，所述外框的顶部和底部之间均布有至少两个支撑条，外框上与所述支撑条相对的位置设有用于吸纳变形的薄弱部，所述薄弱部上设有电阻应变片；本实用新型利用压电陶瓷驱动器推动薄弱部产生变形，高精度应变片粘贴于外框的薄弱部处，对位移进行测量，而且可以大大提高压电陶瓷驱动器本身的抗扭强度。可以大大提高压电陶瓷驱动器本身的抗扭强度。可以大大提高压电陶瓷驱动器本身的抗扭强度。


技术研发人员：陈胜华 官春林
受保护的技术使用者：成都迈科高技术开发有限责任公司
技术研发日：2021.06.21
技术公布日：2022/2/7