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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 黃光裕 | |
| dc.contributor.author | Han-Chih Chang | en |
| dc.contributor.author | 張瀚之 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-16T23:50:20Z | - |
| dc.date.available | 2013-07-27 | |
| dc.date.copyright | 2012-07-27 | |
| dc.date.issued | 2012 | |
| dc.date.submitted | 2012-07-20 | |
| dc.identifier.citation | [1]Tian, G.Y., Zhao,Z.X., and Baines, R.W., The research of inhomogeneity in eddy current sensors, Sensors and Actuators A, 1998, pp.148-151.
[2]Tenzer Peter E. and Mrad Ridha Ben, A Systematic Procedure for the Design of Piezoelectric Inchworm Precision Positioners, IEEE/ASME Transactions On Mechatronics, Vol. 9, NO. 2, June 2004, pp.427-435. [3]Higuchi, T., Yamagata, Y., Furutani,K., and Kudoh,K., Precise positioning mechanism utilizing rapid deformations of piezoelectric elements, Micro Electro Mechanical Systems, 1990. Proceedings, An Investigation of Micro Structures, Sensors, Actuators, Machines and Robots. IEEE, 1990, pp.222-226. [4]李其叡，”超高真空掃描穿隧顯微鏡用壓電致動器之設計開發與特性分析”，國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文，2004。 [5]Hwu, E.T., Huang, K.Y., and Hwang, I.S., SMM Actuator for Nano-Scale Positioning,Optomechatronic Sensor, Actuators, and Control. Edited by Moon, Kee S.Proceedings of the SPIE, Vol. 5602, 2004, pp.218-225. [6]吳俊男，”剪力式壓電驅動多軸球形致動器之設計開發與性能分析”，國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文，2006。 [7]劉信廷，”三軸閉迴路奈米定位致動系統之設計開發與特性研究”，國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文，2008。 [8]陳劭侖，”雙軸奈米級定位系統之設計開發與性能測試”，國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文，2010。 [9]丁仁峰，”壓電蜂鳴片致動器與環形磁陣列霍爾感測器於三軸定位系統之開發探討”，國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文，2011。 [10] Ernest, O.D., Measurement Systems：Application and Design, McGraw-Hill, 5thedition, 2003, pp.252-273.ISBN:0-07-119465-7. [11]程雋，”靜電磁理論”，文笙書局股份有限公司，2007。 [12]eFunda公司網頁。http://www.efunda.com/designstandards/sensors/lvdt/lvdt_theory.cfm [13]Beccaria, M., Bernardini, M., Braccini, S., Bradaschia, C., Cagnoli, G., Casciano, C., Cella, G., Cuoco, E., Dattilo, V., De Carolis, G., De Salvo, R., Di Virgilio, A., Feng, G.T., Ferrante, I., Fidecaro, F., Frasconi, F., Gaddi, A., Gammaitoni, L., Gennai, A., Giazotto, A., Holloway, L., Kovalik J., La Penna, P., Losurdo, G., Malik, S., Mancini, S., Marchesoni, F., Nicolas, J., Palla, F., Pan, H.B., Paoletti, F., Pasqualetti, A., Passuello, D., Poggiani, R., Popolizio, P., Punturo, M., Raffaelli, F., Rubino, V., Valentini, R., Vicere, A., Waharte, F., Zhang, Z., The creep problem in the VIRGO suspensions:a possible solution using Maraging steel, Nucl. Instr. and Meth. A, 404, 1998, pp.455. [14] Physik Instruments史都華平台 M-810 Miniature Hexapod http://www.physikinstrumente.com/en/products/prspecs.php?sortnr=700880 [15]莊永全，”渦電流位移感測器之設計與多自由度位移系統之特性研究”，國立台灣大學工學院機械工程學系碩士論文，2002。 [16]周卓明，”壓電力學”，全華科技圖書股份有限公司，2003。 [17]強錫富，傳感器，機械工業出版社，1993。 | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/65557 | - |
| dc.description.abstract | 本論文設計開發一單軸定位致動系統，期望可應用在並聯多軸定位平台上，同時滿足精密工程的定位需求。單軸定位致動模組由壓電蜂鳴片致動器、電感感測器以及驅動導引系統所組成。致動器方面，採用國產壓電蜂鳴片作為驅動源，並以慣性滯滑原理作為致動器的驅動，驅動電壓、頻率以及負載為致動器之主要影響參數。電感感測器方面，根據致動器的結構限制選用螺線管式線圈，先從電感理論探討分析感測器的影響參數，分別開發出諧振式以及差動式電感感測器。以開發完成之致動器和感測器之特性為基礎，運用LabVIEW程式平台撰寫完成單軸定位控制程式，透過人機介面可以調控各種參數進行定位控制測試。
單軸致動模組之線性位移行程為5 mm，垂直位移負載最大可達15 g，最小平均步進量為88.4 nm。驗証證實差動電感感測器具有高重現性和低遲滯性的特性，在量測範圍為5 mm時非線性度為3.65 %，最高解析度可達2.7 um。回饋系統控制可以控制定位誤差低於12 um。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | The aim of this thesis to develop a single axis positioning module that is applicable to build up diverse multi-axis stages for precision applications. The single axis positioning module comprises piezo buzzer actuator, inductive displacement sensor and linear guide. In order to achieve long-stroke and high resolution actuation, the actuator is driven by the piezo buzzer through the inertial driving principle. Its main influential parameters are driving voltage, frequency and load. According to the actuator construction, the solenoid is chosen to realize the inductive displacement sensor. Its design parameters are firstly derived by analyzing its inductive theory. And for realizing a precision displacement sensing, two different sensing circuits, the resonant and the differential, are developed to find out the optimal ones. Finally based on the derived characteristics of the developed actuator and the sensor, the single axis positioning control algorithm is programmed on the LabVIEW software platform, and through the parameter regulation on the man-machine interface the positioning control efficiency can be experimentally verified. The single axis positioning module has the maximum stroke of 5 mm and can bear the maximum vertical load of 15 g, and its minimum average stepping resolution is 88.4 nm. In comparison with the resonant sensing circuit, the differential sensing circuit can achieve higher repeatability and smaller hysteresis. The inductive displacement sensor can realize a measurement resolution of 2.7 um and a nonlinearity of 3.65 % for full displacement range of 5 mm. Through the close loop control, the single axis positioning module can make the positioning error smaller than 12 um. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-16T23:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-101-R99522601-1.pdf: 4251889 bytes, checksum: 983bd647f3d3b402fd68ff0c950da816 (MD5) Previous issue date: 2012 | en |
| dc.description.tableofcontents | 第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 內容簡介 5 第二章 概念設計與理論推導 6 2.1 單軸致動模組概念設計 6 2.2 壓電致動器 7 2.2.1 壓電致動方式 8 2.2.2 壓電蜂鳴片 8 2.2.3 致動器致動原理 9 2.3 電感式感測器 14 2.3.1電感式感測器介紹 14 2.3.2電感式感測器理論模型 16 第三章 系統架構與實體設計 20 3.1 單軸致動模組 20 3.2 電感式位移感測器設計 22 3.2.1 量測線圈之設計 22 3.2.2 電感量測電橋 23 3.2.3 電感量測電路 24 第四章 單軸致動器性能分析與測試 31 4.1 壓電蜂鳴片性能測試 31 4.1.1 共振頻率測試 31 4.1.2 遲滯現象測試 32 4.2 致動器性能測試 34 4.2.1 驅動電壓對於單軸垂直致動模組性能的影響 35 4.2.2 驅動頻率對於單軸垂直致動模組性能的影響 36 4.2.3 負載對於單軸致動模組性能的影響 37 第五章 電感感測器性能測試 39 5.1 諧振式電感感測器測試 39 5.1.1重現性測試 40 5.1.2遲滯性測試 41 5.1.3敏感度測試 42 5.1.4線性度測試 43 5.1.5穩定度測試 44 5.1.6雜訊測試 45 5.2 差動式電感感測器測試 46 5.2.1重現性測試 46 5.2.2遲滯性測試 47 5.2.3敏感度量測 48 5.2.4線性度測試 49 5.2.5穩定度測試 50 5.2.5雜訊測試 51 5.3 感測器性能比較 51 第六章 單軸定位平台性能測試 53 6.1 定位系統架構 53 6.2 定位性能測試 54 第七章 結論與未來展望 56 參考文獻 58 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.title | 壓電蜂鳴片定位致動器與電感位移感測器之設計開發與探討 | zh_TW |
| dc.title | Design and Development of A Positioning System Using Piezo-Buzzer Actuator and Inductance Sensor | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 100-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 林沛群,蔡得民 | |
| dc.subject.keyword | 多軸定位平台,電感感測器,螺線管線圈,差動電橋,壓電致動器,慣性致動原理,壓電蜂鳴片, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | Single-axis,Positioning system,Inductive displacement sensor,Solenoid coil,Differential circuit,Inertial drive principle,Piezo buzzer, | en |
| dc.relation.page | 59 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2012-07-20 | |
| dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 機械工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位： | 機械工程學系 | |
文件中的檔案：
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|---|---|---|---|
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