一種壓電陶瓷快速偏轉鏡動態頻率響應測試系統及方法
2023-05-28 16:16:01
一種壓電陶瓷快速偏轉鏡動態頻率響應測試系統及方法
【專利摘要】本發明公開一種壓電陶瓷快速偏轉鏡動態頻率響應測試系統及方法，用於測試壓電陶瓷快速偏轉鏡頻率響應，考察其動態位移特性。系統由頻響分析儀和壓電陶瓷控制器組成。首先由頻響分析儀輸出掃頻信號，經壓電陶瓷控制器放大後驅動壓電陶瓷快速偏轉鏡偏轉，然後頻響分析儀檢測壓電陶瓷快速偏轉鏡上所貼應變片的電壓，最後由頻響分析儀通過比較輸出的驅動電壓和檢測到的應變片電壓，自動繪出壓電陶瓷快速偏轉鏡的動態頻率響應波特圖。本系統將輸出給壓電陶瓷快速偏轉鏡的電壓和應變片電壓進行比較，利用頻響分析儀得到壓電陶瓷快速偏轉鏡的頻率響應特性，結構簡單，操作方便。
【專利說明】一種壓電陶瓷快速偏轉鏡動態頻率響應測試系統及方法
【技術領域】:
[0001]本發明涉及一種動態頻率響應測試系統及方法，具體涉及一種壓電陶瓷快速偏轉鏡動態頻率響應測試系統及方法。
【背景技術】:
[0002]壓電陶瓷快速偏轉鏡具有響應快、位移解析度高、輸出力大、功耗小、不發熱等優點，已廣泛用於航空航天、微電子機械、精密加工等領域；在一些動作速度快的場合，要求壓電陶瓷快速偏轉鏡還應有位移響應快、頻譜平坦的特點，因此需要測試壓電陶瓷偏轉鏡的動態頻率響應。關於壓電陶瓷快速偏轉鏡頻率響應的測試方法較少，有些是利用速度傳感法、幹涉法，測試系統複雜，利用應變片反饋的方法較簡單，目前還沒有通過應變片反饋電壓測試壓電陶瓷快速偏轉鏡頻率響應特性的方法。
【發明內容】
:
[0003]本發明的目的在於針對壓電陶瓷快速偏轉鏡的動態頻率響應特性，提供一種測試系統及測試方法，使在考察壓電陶瓷快速偏轉鏡的頻率響應時，能夠提供一個有效的測試系統和正確的測試方法。本發明同樣適用於其他壓電陶瓷偏轉鏡頻率響應測試。
[0004]本發明的方法是利用頻響分析儀輸出掃頻電壓，掃頻電壓經壓電陶瓷控制器放大後直接驅動壓電陶瓷快速偏轉鏡，壓電陶瓷快速偏轉鏡偏轉會引起陶瓷上所貼應變片阻值變化，阻值變化引起應變片電壓變化，變化的應變片電壓經壓電陶瓷控制器放大後由頻響分析儀採集，頻響分析儀自動繪出所測偏轉鏡的頻率響應波特圖。
[0005]可以實現本發明方法的壓電陶瓷快速偏轉鏡動態頻率響應測試系統如圖1所示，包括:頻響分析儀1、壓電陶瓷控制器2，其特徵在於:
[0006]所述的頻響分析儀I是具有掃頻功能的頻響分析儀；所述的壓電陶瓷控制器2是芯明天公司生產的XE501-D壓電陶瓷控制器。
[0007]頻響分析儀I輸出與壓電陶瓷控制器2控制信號輸入端相連，壓電陶瓷控制器2位置傳感輸出端與頻響分析儀I輸入相連，壓電陶瓷控制器2高壓輸出與壓電陶瓷3相連，壓電陶瓷控制器2位置傳感輸入端與應變片4相連。
[0008]實現頻率響應測試的具體方法:
[0009]1.設置頻響分析儀I輸出掃頻電壓給壓電陶瓷控制器控制信號輸入端，同時設置電壓的幅值、頻率、掃頻範圍以及掃頻點數。
[0010]2.壓電陶瓷控制器2將頻響分析儀I輸出的掃頻信號放大後輸出給壓電陶瓷快速偏轉鏡3，驅動壓電陶瓷快速偏轉鏡3偏轉。
[0011]3.壓電陶瓷快速偏轉鏡3偏轉引起陶瓷上所貼應變片電壓變化，變化的應變片電壓由壓電陶瓷控制器2採集放大後輸出給頻響分析儀。
[0012]4.頻響分析儀通過比較輸出的掃頻信號和檢測到的應變片電壓信號，自動繪出壓電陶瓷快速偏轉鏡的動態頻率響應波特圖。[0013]本發明有如下有益效果:
[0014]測試系統可以根據需求靈活的設置頻響分析儀的參數，包括掃頻範圍，掃頻點，掃頻信號的電壓偏置和有效值；掃頻時間短，掃頻結束後頻響分析儀直接顯示被測偏轉鏡的頻率響應波特圖，並可以使用USB接口將頻響分析儀與計算機相連，將波特圖存到計算機上。以上這些優勢使得本發明非常適用於壓電陶瓷快速偏轉鏡頻率響應的測試。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0015]圖1是應用本發明方法的頻率響應測試系統結構示意圖。
【具體實施方式】:
[0016]整個可用於壓電陶瓷快速偏轉鏡動態頻率響應測試系統組成如圖1所示。在該實例系統中，測試所用的頻響分析儀I是NF公司生產的FRA5022頻響分析儀，掃頻範圍，掃頻點，電壓偏置和有效值可以靈活改變，掃頻時間短。測試所用的壓電陶瓷快速偏轉鏡3是PI公司生產的S-330.8壓電陶瓷偏轉鏡，壓電陶瓷上自帶應變片4。由結合圖1來進一步闡述應用本發明能夠實現測試系統實施方式:
[0017]1.設置頻響分析儀I輸出掃頻信號給壓電陶瓷控制器控制信號輸入端，信號的幅值和掃頻範圍根據壓電陶瓷的容性特性設置，試驗中設置信號直流偏置為2V、有效值
0.0707V，信號掃頻範圍為IHz — 2kHz，掃頻點數為200。
[0018]2.設置壓電陶瓷控制器2工作於模擬控制方式，將頻響分析儀I輸出的掃頻信號放大後輸出給壓電陶瓷快速偏轉鏡3，引起壓電陶瓷快速偏轉鏡3偏轉。
[0019]3.壓電陶瓷快速偏轉鏡3偏轉引起陶瓷上所貼應變片4的電壓變化，變化的應變片電壓由壓電陶瓷控制器2放大後輸出給頻響分析儀。
[0020]4.頻響分析儀通過比較輸出的驅動電壓和檢測到的應變片電壓，自動繪出壓電陶瓷快速偏轉鏡的動態頻率響應波特圖。
【權利要求】
1.一種壓電陶瓷快速偏轉鏡動態頻率響應測試系統，它包括:頻響分析儀(I)和壓電陶瓷控制器(2)，其特徵在於: 所述的頻響分析儀(I)是具有掃頻功能的頻響分析儀；所述的壓電陶瓷控制器(2)是芯明天公司生產的XE501-D壓電陶瓷控制器。 頻響分析儀(I)輸出與壓電陶瓷控制器(2)控制信號輸入端相連，壓電陶瓷控制器(2)位置傳感輸出端與頻響分析儀(I)輸入相連，壓電陶瓷控制器(2)高壓輸出與壓電陶瓷快速偏轉鏡(3)相連，壓電陶瓷控制器(2)位置傳感輸入端與應變片(4)相連。
2.一種基於權利要求1所述測試系統的頻率響應測試方法，其特徵在於包括以下步驟: 1).設置頻響分析儀(I)輸出掃頻電壓給壓電陶瓷控制器控制信號輸入端，同時設置電壓的幅值、頻率、掃頻範圍以及掃頻點數； 2).壓電陶瓷控制器(2)將頻響分析儀(I)輸出的掃頻信號放大後輸出給壓電陶瓷快速偏轉鏡(3 )，驅動壓電陶瓷快速偏轉鏡(3 )偏轉； 3).壓電陶瓷快速偏轉鏡(3)偏轉引起陶瓷上所貼應變片電壓變化，變化的應變片電壓由壓電陶瓷控制器(2)採集放大後輸出給頻響分析儀(I)； 4).頻響分析儀(I)通過比較輸出的掃頻信號和檢測到的應變片(4)電壓信號，自動繪出壓電陶瓷快速偏轉鏡的動態頻率響應波特圖。
【文檔編號】G01R31/00GK103529322SQ201310470166
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】賈建軍, 楊明冬, 張亮, 錢鋒, 張明, 白帥, 王娟娟, 梁延鵬 申請人:中國科學院上海技術物理研究所