文章介绍了超声波测距的原理,论述了超声波测距仪的主要部件--压电陶瓷换能器的结构设计.证实将振子设计成压电陶瓷和金属片的矩形粘合片的形式,可实现与空气声阻抗良好的匹配.并当谐振频率为36 kHz时,弯曲振动模式产生的超声场呈扇形,使所发射的超声波在空气中的传播效率较高,满足了仪器对检测范围、精度和灵敏度的要求.

基于压电陶瓷的逆压电效应，采用压电陶瓷作为光相位调制器设计了光纤微分干涉仪。理论分析和实验结果表明，干涉仪输出光强的幅度和频率与施加在压电陶瓷上的交变信号电压的幅度和频率有关，且在一定的条件范围内呈良好的线性关系。这种采用压电陶瓷作为光相位调制器的干涉仪具有线性范围广，灵敏度高等特点，可应用于对外界环境振动源的监测或用于检测压电陶瓷自身的动态特性。

设计了一种以基于尺蠖运动原理的微动台为核心的扫描隧道显微镜（STM）机械机构，利用有限元方法对微动台部分的结构进行分析，对其静态、模态特性进行了实验研究。结果表明：微动台具有较大的行程和较好的稳定性，载物力可以达到16．7N，最小步距约8．8nm，行程14mm。

为提高扫描隧道显微镜微驱动器的响应速度和定位精度，提出了一种基于自适应理论的控制方法。微驱动器采用压电陶瓷驱动，在分析其结构的基础上，建立了驱动器的简化运动模型，利用最小二乘法对驱动器参数进行了在线辨识。把自适应控制理论引入到微驱动器的控制中，在参数自校正PID控制律的作用下，实现了PID控制器参数的自动整定。采用专用的压电陶瓷驱动电源，进行了位移的测试实验。结果表明，参考位移量为12．39μm时，相对于传统PID控制，动态响应时间由3s缩短到1．4s，稳态位移误差由3．2％减小到2．7％。

介绍了压电陶瓷微位移器的工作原理，在此基础上提出了一种用由立式接触式干涉仪改造的电脑接触式干涉仪测量微位移特性的方法。其完善的测试软件系统，实现了对压电陶瓷微位移量的自动化、智能化精密测量。并对自行设计的压电陶瓷微位移装置进行了测试，得出电压－位移的关系曲线和迟滞曲线，精度和重复性值达０．０１μｍ。

采用双级结构,以满足驱动器的多种功能要求.利用压电陶瓷的高响应速度特性,设计出基于动力学惯性粘-滑原理的变换机构,实现驱动的自锁与步进;利用液力放大器对驱动力、位移分辨力加以提高.对双级式驱动器进行了实验研究,结果表明,双级式驱动器具有2～3 nm的位移分辨力、不小于200 N的驱动力、良好的自锁性能与位置保持精度.

针对小推力压电陶瓷的特性，提出了一种闭环微纳定位扫描系统设计。该系统以单片机80C196KC为核心，使用12位A／D转换器MAX120和12位D／A转换器DA7521做D／A转换，模拟驱动部分采用前置低压误差运放和后置高压精密运放组成双级放大模块；控制部分采用Fuzzy-PID复合控制算法进行非线性处理，很好地改善了压电陶瓷的迟滞、蠕变、非线性等不足，且提高了控制系统的精度。将本系统应用于白光相移干涉检测，实验结果表明：闭环电压控制的最大误差为18mV，置位重复精度为6nm，系统相对误差为0．15％；在位移量为10μm的时间一位移阶跃响应曲线中阶越响应时间约为20ms，且在电压为80V的蠕动曲线中，3min内的蠕变为3．6％，3min以后变化开始缓慢。

超精密快刀伺服加工技术适用于复杂面形光学零件的高效优质加工。文中通过分析快刀伺服加工的控制结构、压电陶瓷驱动性能，进行了超精密快刀伺服装置的设计与研制，建立了其传递函数模型。最后完成了典型复杂面形光学零件的加工试验，并对加工结果进行测试与分析，测试结果表明满足了设计的性能指标要求。

微驱动器是微机电系统运行的关键,压电驱动器作为新的驱动元件在这一领域迅速发展起来.它具有很高的位移分辨率以及抗干扰能力,并且控制方法简单.本文介绍了微机电系统、压电驱动器的概念,并对国外微机电系统中压电驱动器的发展及应用情况进行了详细、全面的介绍,同时指出了压电驱动器研究领域需深入探讨的关键技术.

提出一种新型的压电精密步进旋转驱动器。该驱动器采用仿生运动的原理，以定子内箝位的方式和均布薄壁柔性铰链微变形结构，解决了以往压电精密驱动器箝位不牢固、旋转步进频率较低、行程小、分辨率低、速度低、输出不稳定等问题。研制的精密旋转驱动器能够实现高频率（30Hz）、高速度（380μrad／s）、大行程（〉270°）、高分辨率（1μrad／step）、且输出稳定，大幅度提高了压电步进旋转驱动器的驱动性能。该驱动器在精密运动、微操作、光学工程、精密定位等精密工程中有广阔的应用前景。