[其他]壓電陶瓷伸縮特性精密測量裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86107253
• 申請日: 1986-10-21
• 公開（公告）號: CN86107253A
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裘惠孚;侯文玫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機(jī)械工業(yè)管理學(xué)院分部
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00;G01B11/02
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 侯文泰,吳甘棠

本發(fā)明是一個由交流比相干涉儀高精度的測量壓電陶瓷伸縮特性的裝置。

當(dāng)壓電陶瓷被加以電壓時，產(chǎn)生定向的伸縮。對這一伸縮特性的測量已有的方法是采用電感式或電容式測微儀。將帶有通電電路的待測壓電陶瓷裝在測微儀的測量頭間。當(dāng)壓電陶瓷在通電過程中伸縮時，測量頭便隨著移動，從而改變測量線路中的電感或電容值，測量電感或電容的變化即可得到壓電陶瓷的伸縮量。這種測量是接觸式的。測量過程中有測量力，還有機(jī)械滯后等對測量精度都有影響，測量精度不可能很高。

本發(fā)明的任務(wù)是獲得一種無接觸式的高精度測量的方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：交流比相干涉儀是新發(fā)展起來的測試儀器，已經(jīng)在精密長度計量技術(shù)中占據(jù)了優(yōu)勢，其原理是將一束雙頻激光，通過λ/4波片變成兩個正交的線偏振光。經(jīng)過普通分光鏡分成兩束，一束作為參比信號，另一束經(jīng)過偏振分光鏡被分成為各含一種頻率的兩支相互正交的線偏振光，這兩束光分別通過兩個光路即參考臂和測量臂后再會合、得到測量信號，將測量信號和前述參比信號送到比相計比相，即可得到兩個臂的光程差。在本發(fā)明中將一個光路與待測壓電陶瓷聯(lián)系起來，壓電陶瓷的伸縮引起光路的改變，測出光路的變化即可得到壓電陶瓷的伸縮量。

圖1是一個實施例，在磁場中的激光器1發(fā)出一束具有一定頻差的兩個園偏振激光。通過λ/4波片2變成具有不同頻率的兩個正交線偏振光。經(jīng)過分光鏡3分成兩束光，一束作為參比信號經(jīng)過檢偏器4進(jìn)入比相計的參比信號輸入端的光電管5，另一束經(jīng)過偏振分光鏡6又被分成兩束各含一種頻率的相互正交的線偏振光。其中一束到達(dá)參考臂的反射鏡7被反射回偏振分光鏡6，另一束到達(dá)固定在待測壓電晶體8的測量臂反光鏡9，也被反射回偏振反光鏡6，兩束反射會合后，通過偏振反光鏡6被反射鏡3轉(zhuǎn)向，通過λ/4波片10，所得到的線偏振光就是測量信號，經(jīng)檢偏器11后進(jìn)入比相計測量信號輸入端的光電管12，測量信號與參比信號的相位差決定于測量臂與參考臂的光程差，測出相位差的改變，即可得到光程差的改變，也即得到壓電陶瓷的伸縮量。為了免去由于環(huán)境的變化所產(chǎn)生壓電陶瓷尺寸的變化。將參考臂反光鏡7也裝在兩待測壓電陶瓷相同的壓電陶瓷塊13上。只是不加通電裝置。

利用這一裝置所測得的位移分辨率達(dá)1×10^-10（m），測量的重復(fù)精度高于1×10^-8。而用普通電容或電感式測微計最高分辨率只能達(dá)到1×10^-8（m），測量重復(fù)精度的更低。