[实用新型]一种菱形陶瓷驱动器

说明书

本实用新型提供了一种菱形陶瓷驱动器，通过在压电促动模块两侧增加电容测宽模块，检测压电促动模块的压电陶瓷的板间距的变化，进而到压电陶瓷的伸长量，再反馈到处理器以产生补偿电压，对所述压电促动模块的输出做补偿，提高了位移输出精度。

技术领域

本实用新型涉及压电陶瓷驱动技术领域，尤其涉及一种菱形陶瓷驱动器。

背景技术

压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料-压电效应,压电陶瓷除具有压电性外，还具有介电性、弹性等，已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。

压电陶瓷具有纳米级的定位精度，在微定位方面具有广泛应用，但不能满足稍大范围的微位移要求，所以需要增加位移放大装置。但当使用位移放大装置后，因为位移放大装置呈菱形结构，菱形的形变不规律，且菱形结构的驱动臂形变后会产生非线性位移，导致压电陶瓷位移量与系统位移量存在非线性误差，使测量精度降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种菱形陶瓷驱动器，以解决菱形陶瓷驱动器输出位移产生非线性误差导致测量精度低的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种菱形陶瓷驱动器，包括顺次连接的微处理模块、数模转换模块、驱动电源线性放大模块及压电促动模块，所述微处理模块将一控制信号通过所述数模转换模块后输入所述驱动电源线性放大模块，所述驱动电源线性放大模块将所述控制信号放大以驱动所述压电促动模块伸长，还包括电容测宽模块，所述电容测宽模块设置于所述压电促动模块的压电陶瓷两侧以测量所述压电陶瓷的宽度变化量，并将所述宽度变化量转换为所述压电陶瓷的伸长量以反馈给所述微处理模块，所述微处理模块根据反馈信号得到补偿电压，并将所述补偿电压通过所述数模转换模块后输入所述驱动电源线性放大模块，以补偿所述压电陶瓷的伸长量。

可选的，所述菱形陶瓷驱动器还包括稳压电源模块，所述稳压电源模块为所述微处理模块及所述数模转换模块提供+5V的直流电压，且为所述驱动电源线性放大模块提供+120V与-15V的直流电压。

可选的，所述驱动电源线性放大模块将0V-5V的所述控制信号放大至0V-100V后驱动所述压电促动模块。

可选的，所述电容测宽模块通过所述压电陶瓷的两侧的电容变化量以得到所述压电陶瓷的宽度变化量，并利用如下公式将所述电容变化量转换为宽度变化量：

其中，ΔC为所述压电陶瓷两侧的电容变化量，Δd为所述压电陶瓷的板间距变化量，C₀为所述压电陶瓷两侧的初始电容，C′为所述压电陶瓷两侧的测量电容。

可选的，通过如下公式将所述宽度变化量转换为压电促动模块的伸长量：

其中，l₃为所述压电陶瓷的伸长量，l₁为所述压电陶瓷的宽度变化量，S₃₃为所述压电陶瓷在高度方向上的弹性系数，S₃₁为所述压电陶瓷在宽度或长度方向上的弹性系数。

可选的，设所述压电陶瓷需要的伸长量为L，则通过如下公式计算出所述补偿电压U：

L-l₃＝S₃₃U。

本实用新型具有如下有益效果：通过在压电促动模块两侧增加电容测宽模块，检测压电促动模块的压电陶瓷的板间距的变化，进而到压电陶瓷的伸长量，再反馈到处理器以产生补偿电压，对所述压电促动模块的输出做补偿，提高了位移输出精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的菱形陶瓷驱动器的结构框图；