基于压电效应的压电微注射装置研究

《基于压电效应的压电微注射装置研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于压电效应的压电微注射装置研究硕士研究生：杜春晓指导教师：王科俊教授企业导师：吴新洲副高级工程师工程领域：控制工程论文主审人：于立君副教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于压电效应的压电微注射装置研究硕士研究生：杜春晓指导教师：王科俊教授学位级别：工程硕士工程领域：控制工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年04月论文答辩日期：2018年06月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertat

2、ionfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）StudyonPiezoelectricMicro-injectionDeviceBasedonPiezoelectricEffectCandidate:DuChunxiaoSupervisor:Prof.WangKejunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:ControlEngineeringDateofSubmission:Apr.2018DateofO

3、ralExamination:Jun.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护

4、知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日

5、年月日基于压电效应的压电微注射装置研究摘要随着生物技术及细胞注射技术的发展，细胞微流量注射器在许多领域得到了广泛应用，因此需要的实验设备和实验手段也越来越高。如注射设备是否容易操作，操作对象是否受设备影响及影响大小，以及注射设备的控制精度等问题。研究一种能够简单操作，高精度控制的微注射装置迫在眉睫。本文通过理论和实验对压电材料的一次逆、二次正压电效应进行了分析和研究，并利用其原理设计出一种基于多次压电效应理论的微注射装置，该装置不仅能进行细胞的微注射，同时也能对实际的注射量进行自感知，使控制精度得到了很大的提高。本文研究如下：首先，基于压电学经典理论、

6、电介质理论和各项异性弹性力学理论等，对压电材料的多次压电效应，产生各次压电效应的边界条件，及各次压电效应下的压电方程的进行分析研究。其次，依据压电材料一次逆、二次正压电效应的理论分析，对叠堆式的压电陶瓷的各次压电效应进行实验研究，搭建叠堆式压电陶瓷的一次逆、二次正压电效应的实验平台。当对平台施加驱动电压时，测量其在一次逆压电效应下产生的微位移，微位移作用在叠堆式的压电陶瓷上，又会因二次正压电效应产生电位移，通过平台再对二次正压电效应产生的电位移进行分离，从而实现同一压电材料上传感与执行器的结合。实验结果表明：实验输出值与理论分析值基本一致，且各压电效应

7、产生的微位移和电位移与施加外电压成良好的线性关系，为基于多次压电效应理论设计压电微注射系统奠定了基础。最后，根据叠堆式的压电陶瓷中一次逆、二次正压电效应的理论与实验研究，设计基于多次压电效应理论的压电微注射装置。通过实验得出微注射系统的定位机构（1010型叠堆式的压电陶瓷运动机构）实际位移量为感知位移量的2.5倍，微注射系统的注射机构（55型叠堆式的压电陶瓷运动机构）实际位移量为感知位移量的2倍，即实际注射量为感知量的2倍，且微注射系统输出的微位移与所施加的电压具有很好的线性关系。利用一次逆正压电效应施加驱动电压能很好的控制位移量和注射量，又通过二

8、次正压电效应产生的电位移感知实际的位移量和注射量，实现微注射的精确定量控制。关键词：压电效应；