压电微夹钳钳指位移与夹持力的自感知研究

摘要

采用双晶片型压电执行器,对微夹钳进行了结构设计。根据压电陶瓷晶体变形的本质是极化及极化与表面电荷的关系,提出了基于积分电荷的钳指位移与夹持力的自感知方法。基于Jan G.Smits的压电悬臂梁静态模型,建立了钳指位移与夹持力的自感知数学模型。实验结果表明,静态或低频情况下,自感知的钳指位移同传感器获得的钳指位移具有很好的一致性;自感知方法所获得的夹持力(最大值为0.072N)大于微量电子天平的测量结果(最大值为0.052N),通过对自感知夹持力曲线进行相应的系数修正,自感知方法所获得的结果能很好地反映夹持力的真实大小。