提出并实现了应用于光学相干层析系统（OCT）的快速扫描探头结构。该探头利用带有自聚焦透镜的光纤悬臂的共振特性，通过对压电双晶片施加共振频率下的方波电压，实现光纤悬臂的一维线性扫描。利用二维位置敏感探测器，同步记录扫描轨迹。通过软件对光纤延迟线的非线性进行校正。并将扫描探头应用于OCT系统中的玻片实验，获得清晰玻片的二维图像。该探头具有结构简单、易于控制、成本较低、精度较高、速度较快等优点。

本文主要研究以压电双晶片作为驱动元件,由三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出的微位移放大机构。通过理论计算、建模等对微位移放大机构进行设计;制作了微位移放大机构的样机,并进行了实验测试。对得到的测试数据进行分析,得出了结论：微位移放大机构的行程为0~77.8μm,放大倍数约为6.2倍。

在忽略剪切振动、弯曲振动、扭转振动和横效应振动的近似条件下，分析了压电双晶片的纵效应振动。从压电方程和波动方程出发，推导出了厚度伸缩振动模式的阻抗频响和导纳频响，并在此基础上得到了纵效应振动的一般导纳公式。推导出纵效应振动的等效电路，绘制出阻抗频率响应曲线。另外，采用有限元软件对压电双晶片进行了静态变形、动态特性分析，同时进行了静态和动态测试。将理论计算、有限元分析和实验测试结果进行比对分析，三者结果吻合。

介绍了一种基于MEMS技术的压电微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为泵膜,利用双面湿法腐蚀形成被动阀,并利用压电双晶片作为驱动部件。对压电双晶片的理论变形量和压电微泵的泵腔变化量、泵腔压缩比进行了理论分析,并对其输出流量进行了测试。在100 V、20 Hz的方波驱动下,该压电微泵的最大输出流量为317μL/min。结果显示该压电微泵的制作工艺简单,具有良好的流体驱动性能。

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双品片为驱动单元的新型惯性冲击式直线精密驱动器。对自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片的动态特性进行了有限元法（FEM）分析和实验研究，提出了压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的定频调压驱动方法。对压电双晶片型惯性冲击式直线精密驱动器进行了性能测试，测试表明该驱动器具有结构简单，行程大，驱动力强和分辨率高等特点，特别是其成本不足传统惯性冲击式驱动器的百分之一。

提出通过改变压电移动机构和接触面之间正压力的方法,改变机构不同方向的摩擦力,使机构沿规定方向运动的惯性冲击式压电移动机构的工作机理,设计并研制了试验装置,并进行了试验研究,试验表明,机构在方波这种对称信号的激励下就能够实现可控的正向直线运动。

电气阀门转换器、定位器的技术革新与电气转换装置的革新紧密相关。该文突破了传统的喷嘴挡板原理的转换装置，利用压电双晶片为执行器，设计了一种基于开关原理的新结构电气转换装置。该转换装置只有通断两种状态，气源消耗可忽略不计。实验研究证明，以压电复合圆盘作为执行器的转换装置具有响应快、反应灵敏的特点，为我国自主研发新型压电结构电／气转换器、定位器打下了良好的基础。

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元、具有移动和旋转二自由度的惯性冲击式精密驱动器。对压电双晶片的动态特性进行了有限元法分析和实验测试，提出了定频调压的控制方法，并对该精密驱动器进行了移动和旋转性能测试。测试结果表明：该驱动器具有结构简单、行程大、驱动力强、分辨率高等特点，而且其成本低于传统惯性冲击式驱动器的百分之一。

相比其他类型的惯性冲击电机而言,压电双晶片式惯性冲击电机在体积、驱动电压和成本上有许多优势。在分析了惯性冲击电机的工作原理基础上,采用等效电路和电路分析方法论证了在较高的驱动频率下方波驱动压电双晶片式惯性冲击电机的可行性,采用模块化思路设计了与之相对应的驱动电路,驱动电路工作电压低,容易实现,制作出一种压电双晶片式惯性冲击直线电机。实验结果验证了方波驱动电路的驱动效果,表明电机运行速度随驱动电压增大而增加,电机存在最优驱动频率和最佳占空比。

设计了一种利用压电双晶片驱动器代替传统双喷嘴电液伺服阀力矩马达驱动部分的新型电液伺服阀,以期改善现有该型阀的动、静态特性.通过试验得出,设计的压电双晶片驱动器输出位移为82.5μm,全量程位移波动小于0.7μm,谐振频率1.2 kHz,完全满足双喷嘴电液伺服阀对驱动器的要求.试验表明:基于此驱动器的电液伺服阀在频率低于100 Hz的范围内具有良好的线性度,克服了传统双喷嘴电液伺服阀在频宽和抗电磁干扰能力等方面的不足.