[发明专利]横梁式行波直线超声波电机的性能参数检测方法及系统

说明书

本发明提供一种横梁式行波直线超声波电机的性能参数检测方法及系统，该方法通过在横梁式行波直线超声波电机的金属弹性体的表面布置检测压电陶瓷组，包括左侧检测压电陶瓷和右侧检测压电陶瓷，左侧检测压电陶瓷和右侧检测压电陶瓷分别将反馈电压信号输出给检测电路，获得左侧检测压电陶瓷的电压幅值V₁、相位以及右侧检测压电陶瓷的电压幅值V₂、相位进而求解横梁式行波直线超声波电机的入射波波幅A₁和相位θ₁、反射波波幅A₂和相位θ₂，以获得横梁式行波直线超声波电机的性能参数；该方法检测计算速度快，可实现在线检测；成本低廉、可行性高、检测压电陶瓷便于安装，基本不增加电机结构复杂性。

技术领域

本发明涉及一种横梁式行波直线超声波电机的性能参数检测方法及系统，属于行波型超声波电机波形检测领域。

背景技术

横梁式行波直线超声波电机的金属弹性体为非封闭结构，实际弹性体中弹性波在传递到达横梁端部时总会发生一定程度的反射，该反射波与入射波会合成驻波分量，该驻波分量的存在减少了行波分量大小，进而影响电机的输出性能。因此，检测横梁式直线行波超声波电机的行波分量占比、驻波分量占比、反射系数和驻波比有助于判断横梁式行波直线超声波电机的性能。

现阶段传统的超声波电机定子的振动测量多采用加速度传感器、激光多普勒测振仪等设备来完成，它们主要通过控制激光束对整个定子区域扫描振动模态并用图形显示接收到的振幅、速度等信息。

然而这些测试设备不仅价格高昂，而且测量速度慢，不能对电机定子进行实时测量。同时其侧重于检测电机弹性体振幅，在检测行波分量上是间接的，误差的大小取决于测点密度和计算手段，较为复杂。

上述问题是在横梁式行波直线超声波电机的设计和控制过程中应当予以思考并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种横梁式行波直线超声波电机的性能参数检测方法及系统，具有在线检测、可行性高、成本低廉、计算速度快等特点，解决现有技术中存在的不能对电机定子进行实时测量，成本高昂，而且测量速度慢的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种横梁式行波直线超声波电机的性能参数检测方法，包括以下步骤，

在横梁式行波直线超声波电机的金属弹性体的表面布置检测压电陶瓷组，包括左侧检测压电陶瓷和右侧检测压电陶瓷，左侧检测压电陶瓷和右侧检测压电陶瓷分别将反馈电压信号输出给检测电路，获得左侧检测压电陶瓷的电压幅值V₁、相位以及右侧检测压电陶瓷的电压幅值V₂、相位

进而求解横梁式行波直线超声波电机的入射波波幅A₁和相位θ₁、反射波波幅A₂和相位θ₂，以获得横梁式行波直线超声波电机的性能参数。

进一步地，左侧检测压电陶瓷和右侧检测压电陶瓷的位置互差四分之一波长。

进一步地，左侧检测压电陶瓷和右侧检测压电陶瓷的极化方向均为Z轴正方向。

进一步地，求解横梁式行波直线超声波电机入射波波幅A₁和相位θ₁、反射波波幅A₂和相位θ₂，具体为：

其中，V₁为左侧检测压电陶瓷的电压幅值，为左侧检测压电陶瓷的电压相位，V₂为右侧检测压电陶瓷的电压幅值，为右侧检测压电陶瓷的电压相位；