压电驱动技术及压电驱动器的应用研究

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新型压电陶瓷驱动器的特性分析

１叠堆型压电驱动器的工作原理
１．１压电材料的压电效应及其本构关系压电材料是一种特殊的弹性体，除了具备普通介质材料
所具备的介电性质和弹性性质外，更主要的是具有压电效
应。利用压电陶瓷材料作为驱动装置主要是利用其逆压电
与电能进行相互转换时的数量关系。假设使用的材料为线
性压电材料，则其本构关系的表达式为：
εｉ＝ｓｉＥｕσｕ＋ｄｉｊＥｉ
（１）
Ｄｉ＝ｄｉｕσｕ＋∈ｉσｊＥｊ
（２）
式中：εｉ为应变；ｓｉＥｕ为电场强度为Ｅ时的短路弹性柔顺系数，
ｍ２／Ｎ；σｕ为应力；Ｄｉ为电位移；ｄｉｊ和ｄｉｕ为压电应变常数，ｍ／Ｖ；Ｅｉ和Ｅｊ为电场强度；∈ｉσｊ为当应力为常数时的介电系数，Ｆ／ｍ。式（１）和式（２）表明压电材料的应变和电位移均是
效应，即通过对压电陶瓷（ＰＺＴ）施加外部电场，将输入的电
能转换成机械能以改变结构阻尼、刚度等特性，从而对结构
进行有效控制。［２］
压电效应反映了晶体弹性与介电性之间的耦合作用，而
压电材料力电耦合的本构关系则反映了压电材料将机械能
新型压电陶瓷驱动器的特性分析／王社良等
· １５３ ·
新型压电陶瓷驱动器的特性分析＊
王社良，刘敏，樊禹江
（西安建筑科技大学土木工程学院，西安７１００５５）
摘要讨论了一种基于压电陶瓷的新型叠堆驱动器，并阐述了其工作原理，推导出该驱动器的力学性能公式。基于压电陶瓷材料的机电耦合特性，运用ＡＮＳＹＳ有限元软件对此驱动器进行了数值分析，研究了其驱动性能，分析结果表明，其输出位移和输出力均与输入电压呈线性关系，在较低电压下可获得较大变形量，且具有良好的动态响应特性。该叠堆压电驱动器结构简单、尺寸小、成本低，通过输入电压即可实现位移控制，可作为较好的自适应控制驱动器应用于智能摩擦阻尼器的驱动装置。

压电粘滑驱动器工作原理

压电粘滑驱动器工作原理下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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一种高精度压电陶瓷驱动电源设计

• 134•压电陶瓷(PZT)作为原子力显微镜(AFM)控制结构中微驱动定位的关键器件，能够用于快速跟踪测量样品表面的形貌变化，而其驱动电源是决定压电陶瓷微驱动性能的核心部分。

本文采用线性放大式驱动电源原理，设计了一种以AD8572+PA85A为核心的高精度压电陶瓷驱动电源。

主要介绍了驱动电源的工作原理、两级运放的特点和影响运放稳定性的关键因素。

实验结果表明设计的驱动电源线性度高、响应速度快、性能稳定，能有效应用于AFM的微驱动定位系统中。

引言：随着生物医学、微细加工和精密制造工艺等领域的不断发展，纳米级定位技术得到广泛关注，压电陶瓷微位移驱动平台作为理想的定位系统，它在体积、响应速度、分辨率等方面优点突出（李龙江，压电陶瓷驱动电源及其控制系统的研究：哈尔滨工业大学，2012；徐辽，基于PA85A的高精度动态压电陶瓷驱动电源设计：压电与声光，2018）。

而压电陶瓷驱动电源作为微位移驱动平台的核心部分，其线性度、电压分辨率、响应速度和稳定性都决定着AFM的扫描成像能力，所以对驱动电源输出电压的稳定性、分辨率和响应速度等性能提出了更高的要求（刘振明，压电陶瓷驱动器动态驱动电源设计：电源技术，2011）。

目前，国内外的专家学者对压电陶瓷驱动电源的研究多集中在电源的谐波失真、频响范围、输出的功率等方面（王彭，宋克非，高带宽压电陶瓷驱动电源：仪表技术与传感器，2016；钟文斌，一种误差放大式压电陶瓷驱动电源的研制：压电与声光，2014；滕旭东，高精度数字跟踪式压电陶瓷驱动电源设计：电源技术与应用，2013）。

然而面对目前仍存在的驱动电源输入失调电压高、精度不够、非线性失真大、稳定性差等影响压电陶瓷驱动电源性能的关键因素，提出行之有效的解决方案仍然是其在AFM应用中至关重要的技术之一。

1 驱动电源工作原理和技术指标压电陶瓷驱动电源分为电荷控制型和电压控制型两种（赵雅彬，一种压电陶瓷致动器直流可调稳压驱动电源设计：北方工业大学学报，2015；金学健，曹龙轩，冯志华，基于恒流源的改进型压电陶瓷高压驱动电源：压电与声光，2017）。

压电陶瓷的工作原理与应用

压电陶瓷的工作原理与应用1. 什么是压电陶瓷？压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，具有特殊的物理性质。

当施加压力或电场时，压电陶瓷会发生正比例的形变或电荷分布变化。

其工作原理基于压电效应，即通过施加压力或电场激发压电陶瓷产生形变或电荷分布的变化。

压电陶瓷材料主要由氧化物和复合材料组成，具有稳定的物理和化学性质。

2. 压电陶瓷的工作原理压电陶瓷的工作原理基于压电效应，分为压电效应和逆压电效应两种模式。

2.1 压电效应压电效应是指当施加机械应力于压电陶瓷时，会在材料内产生电荷分离。

这种电荷分离是由于晶格结构的变化所引起的。

压电效应的量级与施加的压力成正比。

压电效应是压电陶瓷实现能量转换、传感和控制的基础。

2.2 逆压电效应逆压电效应是指当施加电压于压电陶瓷时，会导致陶瓷的形变。

施加电压使得陶瓷内部的电荷重分布，进而引起形变。

逆压电效应可以通过改变施加的电压来精确控制压电陶瓷的形变，因此广泛应用于执行器和传感器等领域。

3. 压电陶瓷的应用压电陶瓷由于其独特的物理性质和工作原理，在众多领域中有着广泛的应用。

3.1 压电陶瓷传感器压电陶瓷传感器是利用压电效应对外界压力或应力进行测量的传感器。

通过安装压电陶瓷传感器可以实现对力、质量、压力等物理量的测量和检测。

压电陶瓷传感器广泛应用于工业自动化、航空航天等领域中。

3.2 压电陶瓷应用于超声波技术压电陶瓷在超声波技术中起到重要的作用。

通过施加交变电场，压电陶瓷可以产生超声波。

超声波技术在医学成像、材料检测和土木工程中有着广泛的应用。

3.3 压电陶瓷控制器压电陶瓷控制器是通过施加电压控制陶瓷的形变的装置。

压电陶瓷控制器可以用于精确控制执行器、阀门等的位置和形变。

在精密仪器、机械控制等领域中被广泛应用。

3.4 压电陶瓷用于发电压电陶瓷可以通过压电效应转换机械能为电能。

将压电陶瓷放置在机械振动环境中，可以利用振动能量产生电能。

这种方法在一些低功率应用中具有潜力，如自动感应式无线传感器等。

新式压电精密旋转驱动器

结构进行ｒ析，分得到了机械结构工作方向的静力学变形图干频率响应特性曲线；【ｌ对低频状态驱动器的旋转分辨
率进行了试验测试，对样机的频响特性进行ｒ试验测ｂ，果表明仿真分析结果基奉反映了机械结构的谐振频并￡结
（ｌｅｅｏｃｎｃｌｃｅｃｎｅｈｎｏ，ＪｌｎＵｎｖｒｉｙＣｏｌｇｆｍｅｈａｉａｉｎｅａｄｔｃｏｌｇｙｉｉｅｓｔ，Ｃｈｎｃｕ０２５ｓｉａｇｈｎＪ０，Ｃｈｎ）３ｉａ
维普资讯
第２卷第６８期２０年ｌ月０６２
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摘
要：出一种新型将压电叠堆驱动元件应用到精密旋转驱动器上的研究方案。住对驱动器上作原理和机提
械结构进行分析研究的基础上，立了以压电叠堆为驱动元件的旋转驱动数学模型。采用有限元分析软件对机械建
文章编号：０４２７（０６０６卜Ｏｌ０— ４４２０）６０７３
新式压电精密旋转驱动器
吴博达，宏伟，宏壮，光明赵张程

压电效应及其应用

压电效应
压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。

正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。

逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。

用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。

压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。

压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。

例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。

压电效应的应用
压电材料的应用领域可以粗略分为两大类：即振动能和超声振动能-电能换能器应用，包括电声换能器，水声换能器和超声换能器等，以及其它传感器和驱动器应用。

正压电效应应用举例
传感器、PbTiO3系压电材料、压电陶瓷-高聚物复合材料
逆压电效应应用举例
换能器、压电驱动器、
1。

压电陶瓷的压电常数

压电陶瓷的压电常数1. 引言压电陶瓷是一种特殊的功能陶瓷材料，具有压电效应。

压电效应是指在外加电场或机械应力下，压电陶瓷会产生电荷分离和极化现象，从而产生机械变形或电压输出。

压电常数是评估压电陶瓷材料压电性能的重要指标之一。

本文将详细介绍压电陶瓷的压电常数及其相关知识。

2. 压电效应的基本原理压电效应是指在某些晶体结构中，当施加外力或电场时，晶体会发生形变或产生电荷分离。

这种效应是由于晶体内部存在着不对称的电荷分布，导致晶体在外力或电场的作用下发生极化。

压电效应可以分为直接压电效应和逆压电效应两种。

•直接压电效应：当施加机械应力时，晶体会产生电势差。

这是由于晶体内部的正负电荷分布不对称，机械应力会改变电荷分布，从而产生电势差。

•逆压电效应：当施加电场时，晶体会发生形变。

这是由于电场会改变晶体内部的电荷分布，导致晶体发生形变。

3. 压电常数的定义和计算方法压电常数是评估压电材料压电性能的重要参数。

它描述了压电材料在单位电场或应力下的电荷分离和极化程度。

压电常数可以分为压电应力常数（d）和压电电容常数（k）两种。

•压电应力常数（d）：压电应力常数描述了压电材料在单位电场下的应力变化。

它的单位是库仑/牛顿（C/N）。

•压电电容常数（k）：压电电容常数描述了压电材料在单位应力下的电容变化。

它的单位是法拉/米（F/m）。

压电常数的计算方法可以通过实验测量得到，也可以通过理论计算得到。

实验测量方法包括经典方法和自激振荡法。

理论计算方法包括分子动力学模拟和第一性原理计算等。

4. 压电陶瓷的应用领域压电陶瓷具有良好的压电性能，被广泛应用于各个领域。

以下是几个主要的应用领域：4.1 声波传感器压电陶瓷可以将声波转换为电信号，用于声波传感器。

声波传感器广泛应用于声学测量、无损检测等领域。

4.2 压电陶瓷驱动器压电陶瓷可以通过施加电场或机械应力来产生形变，被用作驱动器。

压电陶瓷驱动器被广泛应用于精密定位、精密控制等领域。

压电陶瓷的应用实例

压电陶瓷的应用实例
压电陶瓷是一种能够产生压电效应的陶瓷材料，具有良好的压电性能和稳定性，被广泛应用于各个领域。

以下是一些压电陶瓷的应用实例：
1. 声波发生器：将电能转换为声能的装置，通过压电陶瓷的压电效应产生声波，常用于喇叭、扬声器等声学设备。

2. 振动传感器：利用压电陶瓷的压电效应，将机械振动转换为电信号，用于振动测量、天平、加速度计等领域。

3. 超声波清洗器：通过压电陶瓷的压电效应产生高频振动，产生超声波，用于清洗和去污。

4. 压电陶瓷马达：利用压电陶瓷的压电效应，将电能转换为机械能，实现转动或线性运动，常用于精密仪器和精密定位设备。

5. 压电陶瓷压力传感器：利用压电陶瓷的压电效应，将外界压力转换为电信号，常用于压力测量和控制。

6. 陶瓷电容器：利用压电陶瓷的压电效应，将机械能转换为电能，用于存储和释放电能。

7. 压电陶瓷发电器：通过压电陶瓷的压电效应，将机械能转换为电能，实现能量的收集和转换。

8. 压电陶瓷驱动器：利用压电陶瓷的反压电效应，将电能转换
为机械能，用于驱动精密仪器和调整装置。

9. 压电陶瓷电子滤波器：通过压电陶瓷的压电效应，实现对电子信号的滤波和调节，用于电子设备中的信号处理。

10. 压电陶瓷剖面机：利用压电陶瓷的压电效应，实现对气象
雷达、船舶雷达、风电等设备的剖面测量。

以上仅为几个压电陶瓷的应用实例，压电陶瓷在传感器、马达、滤波器等领域具有广阔的应用前景。

PVA基光学膜的压电性能研究

PVA基光学膜的压电性能研究随着科技的不断发展，光学材料在各个领域中扮演着越来越重要的角色。

光学膜作为其中的一种重要材料，其性能的研究对于实际应用具有重要意义。

本文将围绕PVA基光学膜的压电性能展开研究，探究其在光学领域中的潜在应用。

首先，我们来了解一下PVA基光学膜的基本特性。

PVA，即聚乙烯醇，是一种无色、无味、无毒的聚合物。

它具有高度的透明度和优异的机械性能，同时还具有较好的热稳定性和化学稳定性。

因此，PVA基光学膜成为了一种理想的光学材料。

在研究中，压电性能是PVA基光学膜的一个重要性能指标。

压电材料是指当施加于该材料上的压力或应变发生变化时，会在材料内部生成电荷，从而产生电压差。

压电效应广泛应用于传感器、驱动器和声波发生器等领域。

因此，探究PVA基光学膜的压电性能，有助于扩展其应用领域。

研究表明，PVA基光学膜的压电性能取决于多个因素。

首先，PVA分子链的结构对其压电性能具有重要影响。

由于PVA分子链中存在大量的醇羟基，这些羟基之间存在氢键，因此使得PVA具有一定的极性。

极性的PVA分子链在外界受力作用下，会产生电荷分离，从而产生压电效应。

其次，材料的制备方法也会对PVA基光学膜的压电性能产生影响。

目前常见的制备方法包括溶液浸渍法、溶液旋涂法和热压法等。

这些方法在PVA基光学膜的形成过程中，会影响PVA分子链的排列方式和结晶度，从而对压电性能产生影响。

因此，在制备PVA基光学膜时，需要选择合适的制备方法，以获得良好的压电性能。

此外，添加其他成分也是改善PVA基光学膜压电性能的一种有效方法。

例如，在PVA基材料中掺入纳米粒子、添加一些特定的功能性化合物等，都可以改善其压电性能。

这些成分的添加可以增加材料的极性和电导率，从而提升PVA基光学膜的压电效应。

最后，PVA基光学膜的压电性能也可以通过改变材料的工艺条件进行调控。

工艺条件包括温度、湿度以及制备过程中的机械应力等。

通过合理控制这些条件，可以实现对PVA基光学膜压电性能的精确控制。

压电陶瓷的工作原理及应用

压电陶瓷的工作原理及应用1. 压电陶瓷的概述压电陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有压电效应和逆压电效应。

在外力的作用下，压电陶瓷可以产生电荷分布的变化，从而产生电场；反之，当施加电场时，压电陶瓷也可以发生形变。

因此，压电陶瓷被广泛应用于压力传感、振动传感、声音放大等领域。

2. 压电陶瓷的工作原理压电效应是压电陶瓷的核心工作原理。

当外界施加压力或力对压电陶瓷施加变形时，会使陶瓷内部的晶体结构发生畸变，同时会引起电极上的电荷分布发生变化，导致产生电场。

反之，施加电场时，也会引起压电陶瓷的形变。

3. 压电陶瓷的应用领域3.1 压力传感•压电陶瓷可以将压力转化为电信号，常用于压力传感器。

通过测量压电陶瓷上的电荷变化，可以精确地测量压力的大小，广泛应用于工业、医疗、航空等领域。

3.2 振动传感•压电陶瓷具有较高的频率响应和灵敏度，可以将振动转化为电信号，常被应用于振动传感器。

通过对振动信号的监测和分析，可以实现故障诊断、结构健康监测等应用。

3.3 声音放大•压电陶瓷在声音放大器中起到了关键作用。

在压电陶瓷应用于扬声器时，施加电场可以使压电陶瓷发生形变，产生声音。

此外，将声音转化为电信号，再通过压电陶瓷放大的方式，可以实现音频放大的效果。

3.4 压电陶瓷驱动器•压电陶瓷驱动器是一种将电能转化为机械能的装置。

通过施加电场，将电能转化为压电陶瓷的形变，从而驱动其他机械设备的工作。

压电陶瓷驱动器在精密控制、精密位置传动等领域具有重要应用。

3.5 医疗领域•压电陶瓷在医疗领域中也有广泛应用。

例如，压电陶瓷可以应用于超声波探头中，将电信号转化为机械振动，实现超声波检测；还可以用于体外震波碎石设备中，将电信号转化为压力波，破碎体内结石等。

4. 压电陶瓷的优势和挑战4.1 优势•高灵敏度：压电陶瓷具有较高的灵敏度，可以将微小的压力、振动等转化为电信号。

•宽频带：压电陶瓷具有宽频带特性，可以应对不同频率范围的工作要求。

•高稳定性：压电陶瓷具有较高的稳定性，长期稳定工作不易受到环境因素的影响。

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蠕动式驱动原理图
应用领域：步进微动机制有效地缓解了大行程和高分辨率的矛盾，能够在保持高分辨率的情况下增大微驱动器的行程，因而在纳米级微操作技术中有广泛的应用前景，适于力较大、高分辨率、大行程的场合。
美国Connecticut大学研制的单自由度步进式直线马达，其特点是采用整体柔铰形式，使得驱动器的刚度和输出推力增大，刚度90N/m, 输出推力200N，定位精度5nm，进给速度 100μm/s。
X-Y微驱动工作台原理图
哈工大博实精密工作台
平移机构
日本日立精机技术研究所开发的六自由度微驱动器
转动机构
性能指标：移动分辨率小于1μm；转动分辨率小于0.5μrad。
2.步进式驱动步进式的工作原理是根据自然界某些爬虫类动物爬行的方法而提出的，故称为尺蠖步进式直线驱动机构，这种运动方式又称为蠕动式（inchworm type）。
图为哈工大孙立宁等研制的用于光学镜面微调整的旋转驱动器原理图，E为活动镜面，F为固定转动轴，A、C为电磁式箝位机构，与E通过柔铰相连，B为压电体，驱动器可实现绕定轴顺、逆时针旋转。性能指标：行程5°；步进角 0.01°；分辨率0.02″；最大步速5步/秒。
3.惯性冲击式驱动惯性冲击式压电驱动机构是以压电元件为驱动源，利用电-机能量转换来形成惯性冲击力，从而产生运动的机构。结构模型如下所示，由三部分组成：主体A、惯性块B 和压电元件C。压电元件是动力部件，能够产生较大位移和较强的驱动力。主体用来支撑机构并与支撑面发生作用，通过调整它与支撑面的摩擦力大小可以改变机构的运动步长和承载能力。惯性块用来产生惯性冲击力，它的质量大小直接影响惯性冲击力的大小。
2. 压电效应压电性质是一种机械能与电能交互作用的现象，此性质是由法国居里兄弟于公元1880年研究晶体的对称性时发现的。它是一种施加应力能产生电荷，施加电场而能产生尺寸上变形的效应，称为压电效应。
压电材料上极化后产生的电荷
正压电效应
在压电效应中由机械能转变为电能的现象就是正压电效应。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。
惯性冲击式驱动原理图
应用领域：惯性冲击式精密驱动器由压电叠堆或单/双压电片致动，结构简单，可高频工作(1KHz以上)，适于高分辨率、大行程、力小的场合。
瑞士：基于stick-slip原理的单自由度旋转驱动器
性能：步距:0.14 mrad；角度分辨率:<0.1 mrad；频率:2kHz；空载最大速度:1rpm；最大扭矩:0.37mNm；驱动电压Vpp:270V。
3.压电驱动器的应用由前所述，压电驱动技术已在机械、精密仪器、光学和生物医疗等行业广泛应用。而按性能和使用特点，目前已开发和应用的压电驱动器的应用领域大致有如下几类：（1）压电型精密驱动器精密驱动器是现代制造工业与自动化装备的重要器件之一，在精密加工与控制领域如光学加工、航空航天以及导弹装备等方面有着广泛需求。压电体变形精度高、反应速度快，以现有常用的PZT类压电叠堆为例，一般使用情况下变形分辨率(单步位移)即可小于10nm，频响可达50kHz，因而被开发用作纳米级的精密驱动，取得了良好效果，成为近年精密驱动装置的主要构造方式之一。
（3）流体驱动及控制机构将压电体逆效应直接作用于流体即可形成流体驱动与控制机构，它包括压电泵、压电阀与压电伺服阀和压电风扇等。日本名古屋大学利用PZT双晶片型压电体，研制了一种响应频率较高、流量较大的高速开关阀。该阀通过控制一块双晶片的变形来关闭或打开不同的喷嘴以驱动锥阀运动。阀的响应频率可达200Hz，在20MPa系统压力时输出流量达 9.24L/min。压电泵是利用压电振子作为换能器的流体传输装置。同传统泵相比，压电泵的特点是结构简单、体积小、重量轻、耗能低、无噪声和无电磁干扰，可通过电压或频率控制输出流量等，具有广泛的应用前景。
目前世界上对压电驱动与控制技术的研究以日本最为先进，
己经掌握了世界上大多数的压电驱动器发明专利技术。1992 年以后，日本文部省与日司等都在投入大量资金进行实用性研究。美国、德国和法国也不甘落后，正加速追赶日本。MIT(麻省理工学院)的航空、航天系空间工程研究中心和电子工程、计算机系的人工智能中心都在研制自己的压电驱动器。美国有关的研究报告预计:在不久的将来，压电驱动器可能部分取代其他传统装置而成为满足机械领域特定要求的一类新型驱动器。自20世纪80年代以来，我国陆续开始了压电驱动与控制技术的研究，20世纪90年代以后有了较大进展，目前的研究主要是在政府资金支持下进行的。主要研究单位为清华大学、南京航空航天大学、东南大学和哈尔滨工业大学等。
五、压电驱动器发展展望
从国外压电技术及压电驱动器的开发和应用出发，压电驱动器的发展将以解决以下三方面着手：驱动器用材料及新工艺。压电器件及其应用的发展，在很大程度仁取决于压电材料的性能。为了改进压电陶瓷的微观结构，提高材料的性能，近几年，许多国家都在积极开展高技术陶瓷(日本称之为精细陶瓷)及其粉体制备工艺的研究和生产。高技术陶瓷是继金属和塑料之后的第三代新材料。大行程高精度的压电驱动器。压电驱动器控制电源、控制系统及控制方法的研究。压电驱动器元件在较高电场的作用下将产生严重的非线性、迟滞和蠕变，从而大大降低它的定位精度，这对构造精密驱动是一十分有体驱动喷油器
1.压电驱动器概述压电驱动器是将变形(或振动)直接作用于从动件实现机械驱动或机械控制，而非传统驱动器那样需要先形成旋转再经转换形成为目标动力或运动，因而一般具有结构简单、可控性好、适应性强、控制精度高和响应速度快等特点。
压电驱动器运用逆压电效应在换能方式上属于一个机电耦合过程，因而其研究涉及电子学、机械学与材料学等多个学科，属于多学科交叉的研究领域;同时由于换能方式特殊、适应性强，因而主要被用作实现机械领域过去不能实现或实现不好的诸多功能，从而可以产生更多新方式、新机构。
（5）压电型减振和降噪技术压电型减振与降噪技术是一种新型的减振与降噪新方法，它有主动型与被动型两种。主动型也称智能型，它是在振动或噪声源部位分别安装两个压电元件，其中一个作为测量振动或噪声情况的传感器使用，另一个作为控制振动或噪声的驱动器使用，工作中先通过传感器测定振动或噪声信号，然后将信号分析、处理转变为控制信号施加给驱动器，生成与振动或噪声源幅值相等而相位相反的振动或二次声，使其与原振动或噪声叠加而相互抵消，达到消减或弱化的目的。这种技术由于具有自识别、自调整功能且效果良好，已获得科学界广泛关注。被动型压电减振与降噪技术是利用正压电效应以改变系统阻尼实现消减振动与噪声目的的一种方法。它是在振动或噪声源部位置入压电元件，当系统振动或有噪声出现时，压电元件随之变形而自身产生电荷(电场)，将这个电荷接入合适的电路中使其消耗，从而消耗了振动与噪声能量，达到了消减振动与噪声目的。这种方法结构简单但对环境适应型较差，有关的研究正在进行中。
压电驱动技术及压电驱动器的应用研究
专业：机械制造及自动化
目录
一、压电驱动技术研究价值二、压电陶瓷基础三、压电驱动实现方式四、压电驱动器及其应用五、压电驱动器的发展展望六、参考文献
一、压电驱动技术研究价值
精密雕刻细胞测试
医疗机器人
由此可知，压电驱动技术已经运用在MEMS、生物工程以及医疗科学等领域。此外，压电驱动技术还运用于流体驱动和噪声污染控制等领域。
四、压电驱动器及其应用
压电驱动器是利用压电体逆效应形成机械驱动或控制能力的一类装置，压电驱动与控制技术研究是超声学与压电学在机械领域的延伸与发展。自20世纪80年代初日本学者首先开发成功超声波电动机以来，压电驱动与控制技术获得了迅猛发展，现己形成了专门的研究领域，成为近年国内外热门的研究领域之一。
（2）压电型运动机构压电型运动机构的优点是体积小、结构灵活，便于在特殊工况下工作，它与压电型精密驱动器的区别是一般受力小，行程大，反应灵敏，移动迅速。日本在压电型运动机构方面的研究最为活跃而富有代表性。日本筑波大学、名古屋大学、东京大学、早稻田大学及富士通研究所等单位20年前即已开始研究无间隙直接运动机构，目标是用于细胞解剖、集成电路制造和精密装配，并考虑用作人体内的微型机器人或微型运动机构。
（4）超声波电动机超声波电动机是以高功率超声振动取代电磁方式构造的电动机，目前主要采用振动耦合型和表面波型两种方法进行能量转换。日本和美国在这方面的研究较为先进，所开发出的超声波电动机己在照相机、复印机等装置中获得了应用。同时，超声波电动机被应用于诸多领域，包括用于直接驱动操作器、火星登陆机器人手臂关节驱动、宇宙飞船舱壁检测、微阀药物注射装置及飞行导弹表面控制等。在我国，各种类型的超声波电动机正在开发研制之中。上海交通大学研制了直径为5mm压电微电动机(其输出力矩为 101uN· m，转速可在40-500r/min内调整)，清华大学、南京航空航天大学、东南大学和哈尔滨工业大学等单位也先后进行了相关的研究工作。
正压电效应逆压电效应
逆压电效应
将电能转化为机械能的现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。压电式驱动器大多是利用磁效应制成的。
3. 压电方程压电材料的本构方程反映了弹性变量(应力T、应变S)和电学变量(电场E、电位移D)之间的关系。换言之，压电方程同时考虑了压电元件的力学特性和电学特性以及它们相互的耦合影响。第一类压电方程：
二、压电陶瓷基础
1. 压电陶瓷概述压电陶瓷是一种具有压电效应的多晶体，由于它的生产工艺与陶瓷的生产工艺相似（原料粉碎、成型、高温烧结）因而得名。
压电陶瓷片的极化
1940年以前，人们只知道两类铁电体：一类是罗息盐和酒石
酸盐；一类是磷酸二氢钾盐和它的同品型物。缺点：易溶解、低温压电性。 1942-1945年间发现BaTiO3具有异常高的介电常数，不久又发现它具有压电性，钛酸钡压电陶瓷的发现时压电材料的一个飞跃。 1947年美国用BaTiO3陶瓷制造了留声机用拾音器，日本比美国晚用了两年。BaTiO3陶瓷缺点：温度和频率的稳定性欠佳。随着研究深入，随后又发现ABO3型铁电体和反铁电体，至此，研究进入了二元系压电陶瓷时代。其典型代表是 PZT(PbTiO3-PbZrO3)。接着产生了三元系压电陶瓷PCM，以及由此基础发展出多元系压电陶瓷。新材料的出现促进了新应用的发展，压电驱动技术有着光辉的前景。