[发明专利]一种改进型压电陶瓷片应力测量方法及测量装置

说明书

本发明涉及一种改进型压电陶瓷片应力测量方法和测量装置，所述测量方法包括：调节施加在压电陶瓷片上的电压，并获取施加电压条件下的第一接触压力和第一接触位移，以及未施加电压条件下的第二接触压力和第二接触位移；判断所述第一接触位移与所述第二接触位移的大小，并根据判断结果计算所述压电陶瓷片的应力值。所述测量装置包括电源、支撑杆、两个位移台、两个力传感器、力传感器显示仪器、两个位移传感器以及位移传感器显示仪器。本发明的测量方法和装置能够测量不同加压或降压条件下压电陶瓷片两端的压力从而获知压电陶瓷片的性能特点，且能够克服系统变形造成的测量误差，便于可靠地筛选性能良好的压电陶瓷片。

技术领域

本发明属于压电陶瓷技术领域，具体涉及一种改进型压电陶瓷片应力测量方法及测量装置。

背景技术

压电陶瓷具有双向可逆效应，即正、逆压电效应，这使得压电陶瓷既可作传感元件又可作驱动元件。压电陶瓷具有在正向偏压条件下尺寸收缩、而在反向偏压条件下尺寸扩张的特性。通常的位移测量方法就是采用位移传感器在压电陶瓷片自由扩张或收缩状态下测量其形变尺寸。利用它的逆压电效应可以实现微位移控制，它具有体积小、推力大、精度及位移分辨率高等优点，且发热量小，不产生噪声，是理想的微位移传感器。

压电陶瓷片在实际应用中对其压电性能有较高的要求，目前仅依靠位移性能的测量来筛选性能好的压电陶瓷片，但使用中发现相同位移性能的压电陶瓷片装配在组件上后，整体性能有差别，难以准确衡量压电陶瓷片在组件使用环境下带负载能力。已有的应力测量方法及测量装置比较简单，测量结果相比理论差别较大，为了解决现有问题，急需一种能够高效、准确地分辨出压电陶瓷片性能好坏的测量手段。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种改进型压电陶瓷片应力测量方法及测量装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个方面提供了一种改进型压电陶瓷片应力测量方法，所述方法包括：

S1：调节施加在压电陶瓷片上的电压，并获取施加电压条件下的第一接触压力和第一接触位移，以及未施加电压条件下的第二接触压力和第二接触位移；

S2：判断所述第一接触位移与所述第二接触位移的大小，并根据判断结果计算所述压电陶瓷片的应力值。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

向所述压电陶瓷元件施加120V-150V范围的正向电压，测量120V-150V条件下的第一接触压力和第一接触位移；

将所述120V-150V的正向电压降低至0V，测量0V时的第二接触压力和第二接触位移。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

向所述压电陶瓷元件施加120V-150V范围的正向电压，测量120V-150V条件下的第一接触压力和第一接触位移；

将所述120V-150V的正向电压逐次降压，每次降压10-20V，降至0V，测量0V时的第二接触压力和第二接触位移。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

在向所述压电陶瓷元件施加电压之前，测量未施加电压条件下的第二接触压力和第二接触位移；

向所述压电陶瓷元件施加120V-150V的正向电压，并测量120V-150V条件下的第一接触压力和第一接触位移。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

在向所述压电陶瓷元件施加电压之前，测量未施加电压条件下的第二接触压力和第二接触位移；

向所述压电陶瓷元件施加正向电压，每次升高10-20V，逐次加压至120V-150V，并测量120V-150V条件下的第一接触压力和第一接触位移。