一种堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108827587A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201810577134.8(22)申请日2018.06.01(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人刘巍姚壮周孟德温正权李肖梁冰贾振元(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人关慧贞(51)Int.Cl.G01M9/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试方法(57)摘要本发明一种堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试方法属于风洞模型试验振动抑制领域，涉及一种适用于风洞主动抑振支杆的堆叠式压电陶瓷驱动器性能测试方法。测试方法采用测量控制系统与压力传感器、应变片、堆叠式压电陶瓷驱动器和电脑构成堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试系统进行测试。首先在基座上安装堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试系统，再根据实验要求调整紧固螺母，使压力传感器的示数达到预定的预紧力数值后，操作测量控制系统进行实验。利用电脑和测量控制系统采集应变、压力信息，并进行后期处理。测试方法简单、可靠、精度高，当实验条件变化时，只需简单调整实验装置即可，方便实用。CN108827587ACN108827587A权利要求书1/1页1.一种堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试方法，其特征是，测试方法采用测量控制系统与压力传感器、应变片、堆叠式压电陶瓷驱动器和电脑构成堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试系统进行测试，方法的具体步骤如下：第一步在基座上安装压电陶瓷驱动器输出性能测试系统基座(10)上开有长凹槽，长凹槽左端有一个凸台用于安装固定尾座(1)，长凹槽的右端加工有缺口；固定尾座(1)为倒L形，在长直角面上加工有固定尾座圆形凹槽(101)，在短直角面上加工两个通孔，用两个螺栓通过这两个通孔将固定尾座(1)固定在基座(10)长凹槽左端的凸台上；垫片(4)一面具有垫片圆形凹槽(401)，另一面为垫片圆球面(402)；把应变片(3)贴于压电陶瓷驱动器(2)表面，再将压电陶瓷驱动器(2)安装在固定尾座(1)与垫片(4)之间，使压电陶瓷驱动器(2)能够分别与固定尾座圆形凹槽(101)和垫片圆形凹槽(401)配合，并调心定位；将压力传感器(5)固定安装在垫片(4)与推杆(6)之间，推杆(6)的平面端紧贴压力传感器(5)，推杆(6)的长杆端穿过基座(10)长凹槽右端的缺口，能沿着基座的长凹槽滑动，推杆(6)的长杆端有螺纹与紧固螺母(7)配合固定；最后，将测量控制系统(9)与压力传感器(5)、应变片(3)、压电陶瓷驱动器(5)和电脑(8)连接起来，测试系统安装完毕；第二步：根据实验要求调整紧固螺母(7)，使压力传感器(5)的示数达到预定的预紧力数值；第三步：操作所述测量控制系统(9)进行实验测试；依次输出指定驱动电压，同时通过电脑(8)记录应变值以及压力传感器(5)示数变化；第四步：利用电脑(8)采集和处理数据，压电陶瓷所受压力由压力传感器与测量控制系统测量得出，压电陶瓷驱动器的应变信息由应变片与测量控制系统测量得出；根据实验数据获得输出有效力Feff和压电陶瓷驱动器位移ΔL，根据以下公式：其中，Fmax为压电陶瓷阻滞力；ΔL0为标称位移，在压电陶瓷驱动器技术表格中查明；kL为负载刚度，kA为压电陶瓷驱动器刚度，由以下公式求得：根据以上公式求得压电陶瓷驱动器的阻滞力Fmax、负载刚度kL和压电陶瓷驱动器刚度kA；分别绘制压电陶瓷驱动器的控制电压-伸长量的关系图和输出力-伸长量的关系图。2CN108827587A说明书1/4页一种堆叠式压电陶瓷驱动器输出性能测试方法技术领域[0001]本发明属于风洞模型试验振动抑制领域，涉及一种适用于风洞主动抑振支杆的堆叠式压电陶瓷驱动器性能测试方法。背景技术[0002]风洞模型试验在飞行器研制开发与性能测试过程中是一种十分重要的手段，准确稳定的风洞模型实验数据可以为航空飞行器空气动力学特性研究提供重要的基础。[0003]在风洞试验中，尾部支撑是常用的模型支撑方式，但尾撑形式的模型系统为典型的悬臂梁结构，系统刚度低，易与风洞内的低频脉动气流耦合，从而引起模型的大幅振动。系统振动会导致无法准确测量气动性能，如果支杆长时间大幅振动，支杆很可能会断裂，给风洞试验造成极大的安全隐患。在风洞支杆系统振动的主、被动抑制方法中，抑振效果较好的方法是采用驱动器进行主动控制抑振，纵向压电陶瓷驱动器在结构上采取叠堆型排列，将许多单层机械串联在一起，电气上并联连接。其能高效的将电能转换为机械能，而且体积小，驱动力与驱动功率大，因此驱动器多选用堆叠式压电陶瓷驱动器。堆叠式压电陶瓷驱动器的性能对抑振效果的好坏有着直接的影响