用于PZT驅(qū)動器驅(qū)動位移檢測的新型納米位移傳感器設(shè)計(jì).pdf

1、納米技術(shù)作為一門新興的交叉學(xué)科，憑借其在材料、化學(xué)、電子以及能源等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景，吸引了國內(nèi)外眾多科學(xué)家濃厚的科研熱情。由于納米尺度接近原子和分子的尺寸，人們對納米世界的認(rèn)識和改造必須借助于一系列的工具，如納米觀測領(lǐng)域的原子力顯微鏡(AFM)，微驅(qū)動領(lǐng)域的壓電陶瓷(PZT)驅(qū)動器等。PZT驅(qū)動器以其優(yōu)良的微位移輸出特性得到了廣泛的認(rèn)可。然而PZT驅(qū)動器的遲滯、蠕變、非線性等缺點(diǎn)影響了其納米級驅(qū)動的精度，嚴(yán)重限制了其在納米環(huán)境下的應(yīng)用

2、。在前三代傳感器的基礎(chǔ)上，我們針對PZT驅(qū)動器的驅(qū)動特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種新型納米位移傳感器。從而，可以通過基于傳感器位置反饋的閉環(huán)控制方法去解決PZT驅(qū)動器的非線性，實(shí)現(xiàn)PZT驅(qū)動器的線性控制。
　　 本文是以國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“納米環(huán)境中機(jī)器人化操作的理論體系與實(shí)現(xiàn)方法”為研究背景，以中國科學(xué)院沈陽自動化所微納米實(shí)驗(yàn)室的納米位移掃描定位臺為試驗(yàn)平臺，研制能夠?qū)崟r(shí)獲取壓PZT驅(qū)動器驅(qū)動位移信息的納米位移傳感器。
　　 本

3、文的主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:
　　 1.用于PZT驅(qū)動位移檢測的納米位移傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):根據(jù)PZT驅(qū)動器高剛度、驅(qū)動位移小以及驅(qū)動力大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于柔性餃鏈的機(jī)械放大式的新型納米位移檢測傳感器。該新傳感器采用圓筒狀的外形以及差動結(jié)構(gòu)，因此其具有較大的機(jī)械放大比。
　　 2.新型納米位移傳感器精確數(shù)學(xué)模型的建立:該傳感器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不能采用簡化模型去分析其工作過程。因此，本文在簡化模型的基礎(chǔ)上，采用數(shù)學(xué)、力學(xué)方法推