[發明專利]一種濾波方式可調的壓電陶瓷驅動控制裝置

有效

• 申請號: 201711373925.0
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108111051B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 林秋月;董浩;孫拓;唐帥
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

本發明公開了一種濾波方式可調的壓電陶瓷驅動控制裝置，包括：電源模塊、控制模塊、信號隔離模塊、數模轉換器、選擇式濾波器、高壓放大器、信號采集模塊、模數轉換器、通訊模塊；電源模塊用于將外部供電轉換為自身各模塊所需要的穩定供電電源；控制模塊與信號隔離模塊、通訊模塊相連；信號隔離模塊與控制模塊和數模轉換器、模數轉換器相連；數模轉換器與信號隔離模塊、選擇式濾波器相連；選擇式濾波器與數模轉換器、高壓放大器相連；高壓放大器與選擇式濾波器、信號采集模塊、PZT相連；信號采集模塊與高壓放大器、模數轉換器相連；模數轉換器與信號采集模塊、信號隔離模塊相連；通訊模塊與控制模塊、計算機相連。

技術領域

本發明屬于壓電陶瓷驅動和控制領域，涉及一種濾波方式可調的壓電陶瓷驅動控制裝置。

背景技術

壓電陶瓷(PZT)具有體積小、分辨率高、響應快、承載大等一系列優點，在使用中無噪聲、不發熱、位移精度高，因此在微位移輸出裝置、微型機器人、光學掃描器等領域得到了廣泛應用。過去，人們更多地把注意力放在壓電陶瓷材料的研究上，但隨著研究的深入，人們逐漸意識到壓電陶瓷驅動和控制系統對其性能的影響同樣重要，特別是在要求高精度控制領域，壓電陶瓷驅動及控制裝置的性能是非常關鍵的因素之一。對外加電壓而言，壓電陶瓷材料的介電常數較大，相當于電容性負載，通常達到微法級，它與驅動電路的輸出電阻R構成RC回路，在實際應用中需要壓電陶瓷按一定規律周期性的動態伸縮，這對于驅動和控制的動態性能提出了更高的要求。在實際使用中，壓電陶瓷的驅動信號必然受到環境的影響，不同的工作環境下，不同的應用場合中，壓電陶瓷受到的電磁影響是不同的，為提高壓電陶瓷的驅動性能和適應性，設計一種高穩定性、高精度的一種濾波方式可調的壓電陶瓷驅動控制裝置顯得非常必要。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是：提供一種濾波方式可調的壓電陶瓷驅動控制裝置，實現同一種設備在不同條件下的應用，增強壓電陶瓷驅動控制裝置在不同場合中不同的電磁影響的適應性。

(二)技術方案

本發明的目的是提供一種濾波方式可調的壓電陶瓷驅動控制裝置，該裝置包括電源模塊、控制模塊、信號隔離模塊、數模轉換器、選擇式濾波器、高壓放大器、信號采集模塊、模數轉換器、通訊模塊。

各模塊的連接方式為：

所述電源模塊用于將外部供電轉換為自身各模塊所需要的穩定供電電源；

所述控制模塊與信號隔離模塊、通訊模塊相連；

所述信號隔離模塊與控制模塊和數模轉換器、模數轉換器相連；

所述數模轉換器與信號隔離模塊、選擇式濾波器相連；

所述選擇式濾波器與數模轉換器、高壓放大器相連；

所述高壓放大器與選擇式濾波器、信號采集模塊、PZT相連；

所述信號采集模塊與高壓放大器、模數轉換器相連；

所述模數轉換器與信號采集模塊、信號隔離模塊相連；

所述通訊模塊與控制模塊、計算機相連。

各模塊的主要功能為：

所述電源模塊用于將外部輸入電源轉換為所述驅動控制裝置各模塊所需要的供電電源；

所述控制模塊是本裝置的核心控制單元，其功能如下：通過通訊模塊與計算機進行接收、發送命令信息；傳送計算機下達的PZT位移指令；產生數模轉換器、模數轉換器所需的控制信號；接收驅動PZT位移信號的反饋信息，并將驅動信號的信息傳送給計算機進行監控。