一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路及檢測(cè)方法，包括電源電路、驅(qū)動(dòng)和解耦電路、信號(hào)歸一化電路，其中所述電源電路分別與驅(qū)動(dòng)和解耦電路、信號(hào)歸一化電路相連，所述驅(qū)動(dòng)和解耦電路與信號(hào)歸一化電路相連。本發(fā)明提供一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路及檢測(cè)方法，其能夠?qū)弘娞沾勺鲃?dòng)器正反二位動(dòng)作進(jìn)行自檢，從而大大提高了選針器選針的可靠性，減少次品發(fā)生的概率。
【專利說明】-種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路及檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路及檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓電陶瓷作為執(zhí)行器具有功耗低，無電磁輻射等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用場(chǎng)合越來越廣泛。在 紡織設(shè)備領(lǐng)域，織造提花或針織提花，都需要大量二位執(zhí)行器作為選針器的關(guān)鍵部件，目前 壓電陶瓷在選針器領(lǐng)域的應(yīng)用已漸漸成熟。選針器應(yīng)用時(shí)，往往需要多個(gè)壓電陶瓷片同時(shí) 參與工作，而且在使用過程中只要其中之一出現(xiàn)的問題即會(huì)直接導(dǎo)致花型錯(cuò)誤，降低織物 品質(zhì)。因此選針器動(dòng)作的可靠性檢測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)問題，減少次品發(fā)生的概率。但 目前市場(chǎng)上所使用的選針器經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)得后，可靠性下降，若配置有自檢測(cè)功能，則 能實(shí)時(shí)監(jiān)控選針動(dòng)作的正確性，保證選針可靠。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢 測(cè)電路及檢測(cè)方法，其能夠?qū)弘娞沾勺鲃?dòng)器正反二位動(dòng)作進(jìn)行自檢，從而大大提高了選 針器選針的可靠性，減少次品發(fā)生的概率。
[0004] 本發(fā)明為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路，包括電源電路、驅(qū)動(dòng)和解耦電路、信號(hào) 歸一化電路，其中所述電源電路分別與驅(qū)動(dòng)和解耦電路、信號(hào)歸一化電路相連，所述驅(qū)動(dòng)和 解耦電路與信號(hào)歸一化電路相連；所述驅(qū)動(dòng)和解耦電路包括第一電容C1、第二電容C2、第 三電容C3、電容器CP、電壓源VP、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4,所述信號(hào)歸一化 電路包括比較器U1、穩(wěn)壓管D1、三極管Q1、異或門U5 ;其中所述電容器CP與第二電阻R2并 聯(lián)后一端與電壓源VP負(fù)極相連，另一端與第三電容C3串聯(lián)，所述第一電容C1與第二電容 C2串聯(lián)后與等效電壓源VP正極相連，所述第二電容C2和等效電壓源VP正極之間的線路與 電源電路相連；所述第一電容C1與第三電容C3相連后接地；所述電容器CP與第三電容C3 之間的線路與第三電阻R3相連，所述第三電阻R3與比較器U1的同相輸入端相連；所述第 一電容C1與第二電容C2之間的線路與第四電阻R4相連，所述第四電阻R4與比較器U1的 反相輸入端相連，且所述比較器U1的輸出端與穩(wěn)壓管D1負(fù)極相連；所述穩(wěn)壓管D1的正極 與第七電阻R7相連，所述第七電阻R7與三極管Q1的基極相連，所述三極管Q1的發(fā)射極接 地，且所述三極管Q1的基極和發(fā)射極上還并聯(lián)有第六電阻R6,所述三極管Q1的集電極分別 與第五電阻R5、異或門U5輸入端相連，所述電源電路分別與信號(hào)輸入端101、異或門U5輸 入端相連，所述異或門U5輸出端與信號(hào)輸出端102相連。
[0005] 所述電源電路包括光耦U2A、光耦U2B、第一電阻R1、第八電阻R8、第九電阻R9、第 十電阻R10,其中所述光f禹U2A由第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管組成，所述光f禹U2B由 第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管組成，所述第一光敏三級(jí)管集電極與正向驅(qū)動(dòng)電壓Vil 相連，所述第一光敏三級(jí)管發(fā)射極依次通過第一電阻R1、第九電阻R9與第二光敏三極管集 電極相連，且所述第一電阻R1和第九電阻R9之間的線路與第二電容C2和電壓源VP正極 之間的線路相連；所述第一發(fā)光二極管負(fù)極通過第八電阻R8與地相連；所述第二光敏三極 管發(fā)射極與反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2相連，所述第二發(fā)光二極管正極與第十電阻R10相連，所述第 二發(fā)光二極管負(fù)極與第一發(fā)光二極管正極相連，且第二發(fā)光二極管負(fù)極和第一發(fā)光二極管 正極之間的線路分別與信號(hào)輸入端101、異或門U5輸入端相連。
[0006] 一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路的檢測(cè)方法，包括如下步驟： 1) 首先設(shè)定所述第二電容C2和電壓源VP正極之間的線路與第一電阻R1和第九電阻 R9之間的線路相連，相連之間的電路點(diǎn)處是驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片的電壓，記為電壓V13 ;設(shè)定三 極管Q1的集電極和第五電阻R5之間的線路與異或門U5相連的線路之間的電路點(diǎn)處是三 極管Q1集電極的電壓，記為電壓V12 ;設(shè)定比較器U1與穩(wěn)壓管D1負(fù)極相連之間的電路點(diǎn) 處是比較器U1的輸出電壓，記為電壓VI ; 2) 當(dāng)信號(hào)輸入端101輸入的電壓為電路內(nèi)部的高電平時(shí)，光稱U2A中的第一發(fā)光二極 管導(dǎo)通第一光敏三極管，光耦U2B中的第二發(fā)光二極管不導(dǎo)通第二光敏三極管；此時(shí)電源 電路輸入到驅(qū)動(dòng)和信號(hào)解耦電路的電壓V13為正驅(qū)動(dòng)電壓Vil，正驅(qū)動(dòng)電壓Vil經(jīng)第一電 容C1和第二電容C2分壓后輸入到比較器U1的反相輸入端；同時(shí)正驅(qū)動(dòng)電壓Vi 1經(jīng)電壓源 VP、電容CP、第三電容C3分壓后輸入到比較器U1的同相輸入端；比較器U1輸出電壓經(jīng)穩(wěn) 壓管D1、第七電阻R7后驅(qū)動(dòng)三極管Q1，若電壓V12等于高電平，則信號(hào)輸入端101的電壓 和電壓V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào)輸出端102的電壓為低，表示作動(dòng)器的形變達(dá)到形變 要求；若電壓V12等于地，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào) 輸出端102的電壓為高，表示作動(dòng)器的形變未達(dá)到形變要求； 3) 當(dāng)信號(hào)輸入端101輸入的電壓為低電平時(shí)，光稱U2A中的第一發(fā)光二極管不導(dǎo)通第 一光敏三極管，光耦U2B中的第二發(fā)光二極管導(dǎo)通第二光敏三極管；此時(shí)電源電路輸入到 驅(qū)動(dòng)和信號(hào)解耦電路的電壓V13為反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2,反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2經(jīng)第一電容C1和 第二電容C2分壓后輸入到比較器U1的反相輸入端，同時(shí)反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2經(jīng)電壓源VP、 電容器CP、第三電容C3分壓后輸入到比較器U1的同相輸入端；比較器U1輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓 管D1、第七電阻R7后驅(qū)動(dòng)三極管Q1 ;若電壓V12等于地，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓 V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào)輸出端102的電壓為低電平，則表示作動(dòng)器的形變達(dá)到形變 要求；若電壓V12等于高電平，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓V12經(jīng)過異或門U5后使得 信號(hào)輸出端102的電壓為高電平，則表示作動(dòng)器的形變未達(dá)到形變要求。
[0007] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路 及檢測(cè)方法，其能夠?qū)弘娞沾勺鲃?dòng)器正反二位動(dòng)作進(jìn)行自檢，從而大大提高了選針器選 針的可靠性，減少次品發(fā)生的概率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】 [0009] 實(shí)施例1 如圖1所示，本實(shí)施例提供的是一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路，包括 電源電路、驅(qū)動(dòng)和解耦電路、信號(hào)歸一化電路，其中所述電源電路分別與驅(qū)動(dòng)和解耦電路、 信號(hào)歸一化電路相連，所述驅(qū)動(dòng)和解耦電路與信號(hào)歸一化電路相連；所述驅(qū)動(dòng)和解耦電路 包括第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、電容器CP、電壓源VP、第二電阻R2、第三電阻 R3、第四電阻R4,所述信號(hào)歸一化電路包括比較器U1、穩(wěn)壓管D1、三極管Q1、異或門U5 ;其 中所述電容器CP與第二電阻R2并聯(lián)后一端與電壓源VP負(fù)極相連，另一端與第三電容C3 串聯(lián)，所述第一電容C1與第二電容C2串聯(lián)后與等效電壓源VP正極相連，所述第二電容C2 和等效電壓源VP正極之間的線路與電源電路相連；所述第一電容C1與第三電容C3相連后 接地；所述電容器CP與第三電容C3之間的線路與第三電阻R3相連，所述第三電阻R3與比 較器U1的同相輸入端相連；所述第一電容C1與第二電容C2之間的線路與第四電阻R4相 連，所述第四電阻R4與比較器U1的反相輸入端相連，且所述比較器U1的輸出端與穩(wěn)壓管 D1負(fù)極相連；所述穩(wěn)壓管D1的正極與第七電阻R7相連，所述第七電阻R7與三極管Q1的 基極相連，所述三極管Q1的發(fā)射極接地，且所述三極管Q1的基極和發(fā)射極上還并聯(lián)有第六 電阻R6,所述三極管Q1的集電極分別與第五電阻R5、異或門U5輸入端相連，所述電源電路 分別與信號(hào)輸入端101、異或門U5輸入端相連，所述異或門U5輸出端與信號(hào)輸出端102相 連。
[0010] 所述電源電路包括光耦U2A、光耦U2B、第一電阻R1、第八電阻R8、第九電阻R9、第 十電阻R10,其中所述光f禹U2A由第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管組成，所述光f禹U2B由 第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管組成，所述第一光敏三級(jí)管集電極與正向驅(qū)動(dòng)電壓Vil 相連，所述第一光敏三級(jí)管發(fā)射極依次通過第一電阻R1、第九電阻R9與第二光敏三極管集 電極相連，且所述第一電阻R1和第九電阻R9之間的線路與第二電容C2和電壓源VP正極 之間的線路相連；所述第一發(fā)光二極管負(fù)極通過第八電阻R8與地相連；所述第二光敏三極 管發(fā)射極與反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2相連，所述第二發(fā)光二極管正極與第十電阻R10相連，所述第 二發(fā)光二極管負(fù)極與第一發(fā)光二極管正極相連，且第二發(fā)光二極管負(fù)極和第一發(fā)光二極管 正極之間的線路分別與信號(hào)輸入端101、異或門U5輸入端相連。
[0011] 一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路的檢測(cè)方法，包括如下步驟：第一， 首先設(shè)定所述第二電容C2和電壓源VP正極之間的線路與第一電阻R1和第九電阻R9之間 的線路相連，相連之間的電路點(diǎn)處是驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片的電壓，記為電壓V13;設(shè)定三極管Q1 的集電極和第五電阻R5之間的線路與異或門U5相連的線路之間的電路點(diǎn)處是三極管Q1 集電極的電壓，記為電壓V12 ;設(shè)定比較器U1與穩(wěn)壓管D1負(fù)極相連之間的電路點(diǎn)處是比較 器U1的輸出電壓，記為電壓VI。第二，當(dāng)信號(hào)輸入端皿輸入的電壓為電路內(nèi)部的高電平 時(shí)，光耦U2A中的第一發(fā)光二極管導(dǎo)通第一光敏三極管，光耦U2B中的第二發(fā)光二極管不 導(dǎo)通第二光敏三極管；此時(shí)電源電路輸入到驅(qū)動(dòng)和信號(hào)解耦電路的電壓V13為正驅(qū)動(dòng)電壓 Vi 1，正驅(qū)動(dòng)電壓Vil經(jīng)第一電容C1和第二電容C2分壓后輸入到比較器U1的反相輸入端； 同時(shí)正驅(qū)動(dòng)電壓Vil經(jīng)電壓源VP、電容CP、第三電容C3分壓后輸入到比較器U1的同相輸 入端；比較器U1輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓管D1、第七電阻R7后驅(qū)動(dòng)三極管Q1，若電壓V12等于高 電平，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào)輸出端102的電壓為 低，表示作動(dòng)器的形變達(dá)到形變要求；若電壓V12等于地，則信號(hào)輸入端101的電壓和電 壓V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào)輸出端102的電壓為高，表示作動(dòng)器的形變未達(dá)到形變要 求。第三，當(dāng)信號(hào)輸入端101輸入的電壓為低電平時(shí)，光稱U2A中的第一發(fā)光二極管不導(dǎo)通 第一光敏三極管，光耦U2B中的第二發(fā)光二極管導(dǎo)通第二光敏三極管；此時(shí)電源電路輸入 到驅(qū)動(dòng)和信號(hào)解耦電路的電壓V13為反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2,反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2經(jīng)第一電容C1 和第二電容C2分壓后輸入到比較器U1的反相輸入端，同時(shí)反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2經(jīng)電壓源VP、 電容器CP、第三電容C3分壓后輸入到比較器U1的同相輸入端；比較器U1輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓 管D1、第七電阻R7后驅(qū)動(dòng)三極管Q1 ;若電壓V12等于地，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓 V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào)輸出端102的電壓為低電平，則表示作動(dòng)器的形變達(dá)到形變 要求；若電壓V12等于高電平，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓V12經(jīng)過異或門U5后使得 信號(hào)輸出端102的電壓為高電平，則表示作動(dòng)器的形變未達(dá)到形變要求。
[0012] 本實(shí)施例所述的一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路及檢測(cè)方法，其能 夠?qū)弘娞沾勺鲃?dòng)器正反二位動(dòng)作進(jìn)行自檢，從而大大提高了選針器選針的可靠性，減少 次品發(fā)生的概率。
【權(quán)利要求】
1. 一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路，其特征在于：包括電源電路、驅(qū)動(dòng) 和解耦電路、信號(hào)歸一化電路，其中所述電源電路分別與驅(qū)動(dòng)和解耦電路、信號(hào)歸一化電 路相連，所述驅(qū)動(dòng)和解耦電路與信號(hào)歸一化電路相連；所述驅(qū)動(dòng)和解耦電路包括第一電容 C1、第二電容C2、第三電容C3、電容器CP、電壓源VP、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻 R4,所述信號(hào)歸一化電路包括比較器U1、穩(wěn)壓管D1、三極管Q1、異或門U5;其中所述電容器 CP與第二電阻R2并聯(lián)后一端與電壓源VP負(fù)極相連，另一端與第三電容C3串聯(lián)，所述第一 電容C1與第二電容C2串聯(lián)后與等效電壓源VP正極相連，所述第二電容C2和等效電壓源 VP正極之間的線路與電源電路相連；所述第一電容C1與第三電容C3相連后接地；所述電 容器CP與第三電容C3之間的線路與第三電阻R3相連，所述第三電阻R3與比較器U1的同 相輸入端相連；所述第一電容C1與第二電容C2之間的線路與第四電阻R4相連，所述第四 電阻R4與比較器U1的反相輸入端相連，且所述比較器U1的輸出端與穩(wěn)壓管D1負(fù)極相連； 所述穩(wěn)壓管D1的正極與第七電阻R7相連，所述第七電阻R7與三極管Q1的基極相連，所述 三極管Q1的發(fā)射極接地，且所述三極管Q1的基極和發(fā)射極上還并聯(lián)有第六電阻R6,所述三 極管Q1的集電極分別與第五電阻R5、異或門U5輸入端相連，所述電源電路分別與信號(hào)輸入 端101、異或門U5輸入端相連，所述異或門U5輸出端與信號(hào)輸出端102相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路，其特征在 于：所述電源電路包括光耦U2A、光耦U2B、第一電阻R1、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電 阻R10,其中所述光f禹U2A由第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管組成，所述光f禹U2B由第 二發(fā)光二極管和第二光敏三極管組成，所述第一光敏三級(jí)管集電極與正向驅(qū)動(dòng)電壓Vil相 連，所述第一光敏三級(jí)管發(fā)射極依次通過第一電阻R1、第九電阻R9與第二光敏三極管集電 極相連，且所述第一電阻R1和第九電阻R9之間的線路與第二電容C2和電壓源VP正極之 間的線路相連；所述第一發(fā)光二極管負(fù)極通過第八電阻R8與地相連；所述第二光敏三極管 發(fā)射極與反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2相連，所述第二發(fā)光二極管正極與第十電阻R10相連，所述第二 發(fā)光二極管負(fù)極與第一發(fā)光二極管正極相連，且第二發(fā)光二極管負(fù)極和第一發(fā)光二極管正 極之間的線路分別與信號(hào)輸入端101、異或門U5輸入端相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電陶瓷作動(dòng)器正反二位動(dòng)作自檢測(cè)電路的檢測(cè)方法， 其特征在于包括如下步驟： 1) 首先設(shè)定所述第二電容C2和電壓源VP正極之間的線路與第一電阻R1和第九電阻 R9之間的線路相連，相連之間的電路點(diǎn)處是驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片的電壓，記為電壓V13 ;設(shè)定三 極管Q1的集電極和第五電阻R5之間的線路與異或門U5相連的線路之間的電路點(diǎn)處是三 極管Q1集電極的電壓，記為電壓V12 ;設(shè)定比較器U1與穩(wěn)壓管D1負(fù)極相連之間的電路點(diǎn) 處是比較器U1的輸出電壓，記為電壓VI ; 2) 當(dāng)信號(hào)輸入端101輸入的電壓為電路內(nèi)部的高電平時(shí)，光稱U2A中的第一發(fā)光二極 管導(dǎo)通第一光敏三極管，光耦U2B中的第二發(fā)光二極管不導(dǎo)通第二光敏三極管；此時(shí)電源 電路輸入到驅(qū)動(dòng)和信號(hào)解耦電路的電壓V13為正驅(qū)動(dòng)電壓Vil，正驅(qū)動(dòng)電壓Vil經(jīng)第一電 容C1和第二電容C2分壓后輸入到比較器U1的反相輸入端；同時(shí)正驅(qū)動(dòng)電壓Vil經(jīng)電壓源 VP、電容CP、第三電容C3分壓后輸入到比較器U1的同相輸入端；比較器U1輸出電壓經(jīng)穩(wěn) 壓管D1、第七電阻R7后驅(qū)動(dòng)三極管Q1，若電壓V12等于高電平，則信號(hào)輸入端101的電壓 和電壓V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào)輸出端102的電壓為低，表示作動(dòng)器的形變達(dá)到形變 要求；若電壓V12等于地，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào) 輸出端102的電壓為高，表示作動(dòng)器的形變未達(dá)到形變要求； 3)當(dāng)信號(hào)輸入端101輸入的電壓為低電平時(shí)，光稱U2A中的第一發(fā)光二極管不導(dǎo)通第 一光敏三極管，光耦U2B中的第二發(fā)光二極管導(dǎo)通第二光敏三極管；此時(shí)電源電路輸入到 驅(qū)動(dòng)和信號(hào)解耦電路的電壓V13為反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2,反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2經(jīng)第一電容C1和 第二電容C2分壓后輸入到比較器U1的反相輸入端，同時(shí)反向驅(qū)動(dòng)電壓Vi2經(jīng)電壓源VP、 電容器CP、第三電容C3分壓后輸入到比較器U1的同相輸入端；比較器U1輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓 管D1、第七電阻R7后驅(qū)動(dòng)三極管Q1 ;若電壓V12等于地，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓 V12經(jīng)過異或門U5后使得信號(hào)輸出端102的電壓為低電平，則表示作動(dòng)器的形變達(dá)到形變 要求；若電壓V12等于高電平，則信號(hào)輸入端101的電壓和電壓V12經(jīng)過異或門U5后使得 信號(hào)輸出端102的電壓為高電平，則表示作動(dòng)器的形變未達(dá)到形變要求。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104142443SQ201410313986
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】袁嫣紅, 沈星林, 彭來湖 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)