[其他]壓電陶瓷伸縮特性精密測量裝置

無效

• 申請號: 86107253
• 申請日: 1986-10-21
• 公開（公告）號: CN86107253A
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 裘惠孚;侯文玫
• 申請（專利權）人: 北京機械工業管理學院分部
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00;G01B11/02
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 侯文泰,吳甘棠

本發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。

當壓電陶瓷被加以電壓時，產生定向的伸縮。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，還有機械滯后等對測量精度都有影響，測量精度不可能很高。

本發明的任務是獲得一種無接觸式的高精度測量的方法。

本發明是這樣實現的：交流比相干涉儀是新發展起來的測試儀器，已經在精密長度計量技術中占據了優勢，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。經過普通分光鏡分成兩束，一束作為參比信號，另一束經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。在本發明中將一個光路與待測壓電陶瓷聯系起來，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。經過分光鏡3分成兩束光，一束作為參比信號經過檢偏器4進入比相計的參比信號輸入端的光電管5，另一束經過偏振分光鏡6又被分成兩束各含一種頻率的相互正交的線偏振光。其中一束到達參考臂的反射鏡7被反射回偏振分光鏡6，另一束到達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轉向，通過λ/4波片10，所得到的線偏振光就是測量信號，經檢偏器11后進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。為了免去由于環境的變化所產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1×10^-10（m），測量的重復精度高于1×10^-8。而用普通電容或電感式測微計最高分辨率只能達到1×10^-8（m），測量重復精度的更低。