[發明專利]一種壓電陶瓷作動器正反二位動作自檢測電路及檢測方法

有效

• 申請號: 201410313986.8
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104142443A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 袁嫣紅;沈星林;彭來湖
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易

1.一種壓電陶瓷作動器正反二位動作自檢測電路，其特征在于：包括電源電路、驅動和解耦電路、信號歸一化電路，其中所述電源電路分別與驅動和解耦電路、信號歸一化電路相連，所述驅動和解耦電路與信號歸一化電路相連；所述驅動和解耦電路包括第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、電容器CP、電壓源VP、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4，所述信號歸一化電路包括比較器U1、穩壓管D1、三極管Q1、異或門U5；其中所述電容器CP與第二電阻R2并聯后一端與電壓源VP負極相連，另一端與第三電容C3串聯，所述第一電容C1與第二電容C2串聯后與等效電壓源VP正極相連，所述第二電容C2和等效電壓源VP正極之間的線路與電源電路相連；所述第一電容C1與第三電容C3相連后接地；所述電容器CP與第三電容C3之間的線路與第三電阻R3相連，所述第三電阻R3與比較器U1的同相輸入端相連；所述第一電容C1與第二電容C2之間的線路與第四電阻R4相連，所述第四電阻R4與比較器U1的反相輸入端相連，且所述比較器U1的輸出端與穩壓管D1負極相連；所述穩壓管D1的正極與第七電阻R7相連，所述第七電阻R7與三極管Q1的基極相連，所述三極管Q1的發射極接地，且所述三極管Q1的基極和發射極上還并聯有第六電阻R6，所述三極管Q1的集電極分別與第五電阻R5、異或門U5輸入端相連，所述電源電路分別與信號輸入端IO1、異或門U5輸入端相連，所述異或門U5輸出端與信號輸出端IO2相連。

2.根據權利要求1所述的一種壓電陶瓷作動器正反二位動作自檢測電路，其特征在于：所述電源電路包括光耦U2A、光耦U2B、第一電阻R1、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10，其中所述光耦U2A由第一發光二極管和第一光敏三極管組成，所述光耦U2B由第二發光二極管和第二光敏三極管組成，所述第一光敏三級管集電極與正向驅動電壓Vi1相連，所述第一光敏三級管發射極依次通過第一電阻R1、第九電阻R9與第二光敏三極管集電極相連，且所述第一電阻R1和第九電阻R9之間的線路與第二電容C2和電壓源VP正極之間的線路相連；所述第一發光二極管負極通過第八電阻R8與地相連；所述第二光敏三極管發射極與反向驅動電壓Vi2相連，所述第二發光二極管正極與第十電阻R10相連，所述第二發光二極管負極與第一發光二極管正極相連，且第二發光二極管負極和第一發光二極管正極之間的線路分別與信號輸入端IO1、異或門U5輸入端相連。

3.根據權利要求1所述的一種壓電陶瓷作動器正反二位動作自檢測電路的檢測方法，其特征在于包括如下步驟：

1）首先設定所述第二電容C2和電壓源VP正極之間的線路與第一電阻R1和第九電阻R9之間的線路相連，相連之間的電路點處是驅動壓電陶瓷片的電壓，記為電壓V13；設定三極管Q1的集電極和第五電阻R5之間的線路與異或門U5相連的線路之間的電路點處是三極管Q1集電極的電壓，記為電壓V12；設定比較器U1與穩壓管D1負極相連之間的電路點處是比較器U1的輸出電壓，記為電壓V1；

2）當信號輸入端IO1輸入的電壓為電路內部的高電平時，光耦U2A中的第一發光二極管導通第一光敏三極管，光耦U2B中的第二發光二極管不導通第二光敏三極管；此時電源電路輸入到驅動和信號解耦電路的電壓V13為正驅動電壓Vi1，正驅動電壓Vi1經第一電容C1和第二電容C2分壓后輸入到比較器U1的反相輸入端；同時正驅動電壓Vi1經電壓源VP、電容CP、第三電容C3分壓后輸入到比較器U1的同相輸入端；比較器U1輸出電壓經穩壓管D1、第七電阻R7后驅動三極管Q1，若電壓V12等于高電平，則信號輸入端IO1的電壓和電壓V12經過異或門U5后使得信號輸出端IO2的電壓為低，表示作動器的形變達到形變要求；若電壓V12等于地,則信號輸入端IO1的電壓和電壓V12經過異或門U5后使得信號輸出端IO2的電壓為高，表示作動器的形變未達到形變要求；

3）當信號輸入端IO1輸入的電壓為低電平時，光耦U2A中的第一發光二極管不導通第一光敏三極管，光耦U2B中的第二發光二極管導通第二光敏三極管；此時電源電路輸入到驅動和信號解耦電路的電壓V13為反向驅動電壓Vi2，反向驅動電壓Vi2經第一電容C1和第二電容C2分壓后輸入到比較器U1的反相輸入端，同時反向驅動電壓Vi2經電壓源VP、電容器CP、第三電容C3分壓后輸入到比較器U1的同相輸入端；比較器U1輸出電壓經穩壓管D1、第七電阻R7后驅動三極管Q1；若電壓V12等于地，則信號輸入端IO1的電壓和電壓V12經過異或門U5后使得信號輸出端I02的電壓為低電平，則表示作動器的形變達到形變要求；若電壓V12等于高電平,則信號輸入端IO1的電壓和電壓V12經過異或門U5后使得信號輸出端IO2的電壓為高電平，則表示作動器的形變未達到形變要求。