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随着科学技术的发展,由于压电陶瓷(Piezoelectric.PZT)具有体积小、响应快、位移量大及精度高等优点,已成为目前应用非常广泛的微位移执行器。航空航天、光学精密工程等新技术领域对压电器件的特性要求也越来越高。特别是在相移干涉技术中,作为相移核心部分的压电陶瓷受到越来越多的重视。但由于结构制造的不同和其工作机理的复杂性,外加电场强度与压电陶瓷的应变之间并不是严格的线性关系,存在迟滞、蠕变和非线性等特性。光学干涉测量是常用的高精度、高分辨力测量方法之一。具有非接触、全场测量、高精度、高效率等优点。而相位求解的方法又决定着光学干涉测量精度。因此,用以提高光学干涉测量精度的相位测量技术在20世纪80年代得到了很大的发展和应用。它可以获得被测区域全场的相位数据,真正实现了光学相位的全场测量。实现相移相位测量方法途径的实质是相位调制,而相移器是实现相位调制的关键部件,其相移精度是影响位相测量精度的重要因素之一。压电陶瓷是现今普遍采用的相移装置。因此,对压电陶瓷相移器的特性测试在相位测量中具有十分重要的意义。本文以压电陶瓷作为移相执行器,利用由LabVIEW及相应的数据采集卡组成的压电陶瓷测试平台使输出电压对相移器进行不间断驱动,使干涉条纹图在相移过程中产生整体平移,并记录下移动的干涉条纹在定点的光强变化,将光强的变化规律转换成PZT的位移量。该系统不需要复杂的电路、测量分辨率高、测量动态范围大、系统只对一维信号进行处理,极大的减少了计算量,从而在短时间内即可实现对压电陶瓷相移器的整个行程的测试。首先,从压电陶瓷的工作机理出发详细介绍了其特性,并对其特性产生的原因进行了描述。然后利用特性测试系统结合光的干涉原理对压电陶瓷的电压-位移特性曲线进行测试。研究了压电陶瓷相移器的重复性、线性,总结了步进电压从0.2v到0.5v、时间间隔从10ms到90ms驱动参数对PZT位移量和非线性误差影响的规律。特性测试结果表明,PZT升压过程中的电压-位移曲线可分为三个区间:0-200v和280-300v左右为非线性区间;200-280v左右为线性区间。降压过程中的电压-位移曲线也分为三个区间:300-230v和150-0v左右为非线性区间;230-150v左右为线性区间。本文主要研究了驱动电压在206-222v范围内的压电陶瓷特性曲线,当步进电压为0.3v;时间间隔为10ms时,PZT电压-位移曲线与拟合直线的平均标准差可达到0.002795μm。连续两次进行测试实验之间的时间间隔大约要等待6-8分钟,才能使得PZT恢复到原来的相对稳定状态,当然这也与PZT的材料、老化程度及外界环境有很大关系。对于不同驱动步进电压及驱动时间间隔的情况,测试出了压电陶瓷相移器电压-位移特性曲线,并利用最小二乘线性拟合给出了各条实验曲线中某一段的线性程度,讨论了利用不同驱动参数对压电陶瓷进行驱动时,对曲线的线性区间线性程度的影响。为今后的研究及实验提供了一定的依据。