基于电容传感器的精密压电微位移系统研究
DOI:
作者:
作者单位:

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家重大科学仪器设备开发专项基金项目(2013YQ040877);


Research on Precision Piezoelectric Micro-displacement System Based on Capacitance Sensor
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    利用高精度的电容传感器设计了一种带有位移反馈的压电陶瓷精密微位移系统,极大地矫正了压电陶瓷的非线性。设计了高精度的位移检测电路,实时采集电容传感器的电容量并转换成数字信号反馈给DSP,形成位移信息的闭环。结合带有前馈补偿的PID闭环控制策略,矫正压电陶瓷的非线性特性,进而实现微位移系统精密定位。对设计研制的微位移系统进行试验测试,结果表明:位移检测电路的电容分辨率可达0.000 1pF,微位移系统定位精度优于5nm,校正后迟滞误差低于1.0%。

    Abstract:

    A precision micro-displacement system with displacement feedback was designed by high-precision capacitive sensor, which greatly corrects the nonlinearity of piezoelectric ceramics. A high-precision displacement detection circuit was designed to collect the capacitance of the capacitive sensor in real time and convert it into a digital signal to the DSP to form a closed loop of the displacement information. By combining with the PID closed-loop control strategy with feed forward compensation, the nonlinear characteristics of piezoelectric ceramics were corrected, and the precision displacement of micro-displacement system was realized. The results show that the capacitance resolution of the displacement detection circuit can reach 0.0001pF, and the positioning accuracy of micro-displacement system is better than 5nm, and the hysteresis error after correction is less than 1.0%.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2017-06-12
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2018-03-27
  • 出版日期:

漂浮通知

①《半导体光电》新近入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版),这是本刊自1992年以来连续第10次被《中文核心期刊要目总览》收录。
②目前,《半导体光电》已入编四个最新版高质量科技期刊分级目录,它们分别是中国电子学会《电子技术、通信技术领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国图象图形学学会《图像图形领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国电工技术学会《电气工程领域高质量科技期刊分级目录》(T3)和中国照明学会《照明领域高质量科技期刊分级目录》(T2)。
③关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
④《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注