微型压电厚膜执行器的仿真与实验研究

摘要

采用ANSYS有限元软件建立了微型压电厚膜执行器的多物理场耦合仿真模型,求解了微型压电厚膜执行器B(0,3)模态的共振频率为80673 Hz,在15 V交流电压下的振幅为210 nm。同时通过磁控溅射、电流体喷射打印工艺,制备了外径为4.5 mm的环形PZT压电厚膜执行器并对其进行性能表征,采用阻抗分析仪对压电执行器进行扫频测试,得出压电执行器的谐振频率为79 kHz,与模态仿真分析所得结果误差为2.1%;采用单点式激光多普勒测振仪,对压电执行器进行动态振幅测试,得出压电执行器定子齿部分表面质点的Z方向振幅为202.4 nm,与瞬态仿真分析结果相比误差为3.6%,实验结果验证了仿真的准确性。