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1、：合肥工業(yè)大學刪Illrlf!lIlll
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3、IJflrrllJY1886185本論文經(jīng)答辯委員會全體委員審查，確認符合合肥工業(yè)大學碩士學位論文質(zhì)量要求。答辯委員會簽名：(工作單位、職稱)主席：啦趴魄如幘f)力河委員：訪憾1壺白他乙大磊、1樞援導師：鈔插巫．紅蒯御乏獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標志和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得金目巴王些太堂或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作
4、了明確的說明并表示謝意。學位論文作者簽字：簽字日期：年月日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解金目曼王些太堂有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱或借閱。本人授權(quán)金目巴王業(yè)太堂可以將學位論文的全部或部分論文內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。(保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)書)學位論文者簽名：簽字日期：年月日年月日學位論文作者畢業(yè)后去向：工作單位：通訊地址：導師簽名：簽字日期：電話：郵編：利用光纖光柵傳感器研究壓電陶瓷的特性摘要壓電陶瓷(PZT
5、)由于體積小、響應速度快、易于控制等優(yōu)點，被廣泛應用于微位移驅(qū)動、納米定位、電源驅(qū)動器、掃描干涉等方面。其外加電壓與由逆壓電效應及電致伸縮效應所產(chǎn)生的位移量之間并非嚴格的線性關(guān)系，存在遲滯、蠕變和非線性等特性。該位移量一般在微米甚至以下量級，精確描述該微位移量隨電壓的變化關(guān)系，有利于進一步拓展PZT的應用范圍。本文提出一種基于光纖光柵傳感和非平衡干涉解調(diào)的壓電陶瓷特性觀測法，該方法利用光纖光柵傳感器波長編碼的特點，采用全光纖結(jié)構(gòu)，具有很高的測量精度，且測量結(jié)果受環(huán)境因素(如振動)干擾有限。該研究有利于進一步了解通電后PZT的變化規(guī)律。論文的內(nèi)容可分為兩大部分
6、，第一部分為對兩套干涉裝置解調(diào)性能的比較，第二部分為對壓電陶瓷電壓．位移特性、遲滯特性、蠕變特性的研究。論文首先全面論述了光纖光柵傳感器的工作原理以及其傳感信號的解調(diào)技術(shù)。實驗中，采用非平衡Miehelson干涉儀對FBG傳感信號進行解調(diào)，為排除PZT通電產(chǎn)熱對解調(diào)結(jié)果的影響，制作了兩套干涉封裝裝置?．溫度控制型和分室而居型。對于溫度控制型，干涉儀與PZT被置于同一封裝盒中，并在盒底部安裝TEC溫度控制器以控制封裝盒內(nèi)的溫度；分室而居型則將干涉儀與PZT分別放置兩密閉封裝盒中。干涉儀臂長差的確定是制作干涉儀的關(guān)鍵點，它將影響系統(tǒng)的解調(diào)精度以及條紋對比度，文中
7、利用光譜儀觀測干涉儀的干涉譜，通過相鄰谷值功率處波長間隔的大小判斷臂長差，實驗測得溫度控制型干涉儀的臂長差為2．04mm，分室而居型干涉儀的臂長差為1．96mm。待臂長差確定之后，實驗著重對這兩套干涉解調(diào)裝置的解調(diào)性能進行了研究，通過實驗測量得知：溫度控制型解調(diào)系統(tǒng)的傳感靈敏度為1．07890／p￡；分室而居型的傳感靈敏度為O．96090／嶂，均接近理論值1．02520嶂，但工作時間越長，PZT產(chǎn)熱對前者的影響愈明顯，穩(wěn)定性愈差，而后者卻一直保持良好的穩(wěn)定性。最后，利用光纖光柵傳感器以及分室而居干涉解調(diào)裝置研究了壓電陶瓷在0V-100V-0V的電壓一位移特性
8、，分析了相同時間間隔下，不同驅(qū)動步距時PZT的遲滯特性；驗證了光源功率的波動性對PZT遲滯特性無影響；并對壓電陶瓷的蠕變特性進行了分析，測試了驅(qū)動電壓往返時PZT的蠕變情況以及PZT在不同驅(qū)動步距和不同驅(qū)動步進時間間隔下的蠕變情況。關(guān)鍵字：光纖光柵；干涉解調(diào)；壓電陶瓷：遲滯；蠕變Thestudiesofpiezoelectricceramiccharacteristics。fibergratingmsusingI-iergratingsensorABSTRACTBecauseofminuteness，quicklyrespondingandeasyofcon
9、trolling，piezoelectricceramics(PZT)iswidelyusedinmicro—displacementactuator,nano．positioningsystemandSOon．Thedisplacementthatmadebyinversepiezoelectriceffectandelectrostrictioneffectisnotstrictlylinearwiththeappliedvoltage．Ithasthecharacteristicsofhysteretic，creepandnonlinear．It’Sv
10、eryimportanttomeasureaccur
