二维微执行器的测试方法探究

利用显微立体成像微操作系统，测试了该二维微执行器在直流电压驱动下其输入端和输出端的位移情况。

首先将x向的电热式V型致动器电极与直流电源相连，y向的电热式V型致动器电极悬空，以便测试二维微执行器在x方向上的位移性能。二维微执行器输入端和输出端位移与直流电压的关系如图9.18（a）所示，详细测试数据见表9.1。从图9.18（a）中可以看到，输入端和输出端位移与直流电压呈近似的线性关系，试验测得平均传动比是1.94。

表9.1　二维微执行器在x方向上的测试数据

注：上表的数据为6次测量的平均值。

采用同样的方法，在相同的条件下测试了二维微执行器在y方向上的位移性能。其输入端和输出端位移与直流电压的关系如图9.18（b）所示，详细测试数据见表9.2。与二维微执行器在x方向上的位移性能相似，其输入端和输出端位移与直流电压也呈近似的线性关系，但是，试验测得平均传动比是0.97，明显小于x方向上的平均传动比。

表9.2　二维微执行器y方向的测试数据

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图9.18　二维微执行器位移试验结果

（a）x方向的测试结果；（b）y方向的测试结果

采用有限元法计算得到的二维微执行器的传动比是1.1，与试验测得的结果有一定差距。造成这个误差的主要原因是二维微执行器的柔性铰链在用酸刻蚀种子层时腐蚀过度，使得其与设计尺寸差距较大。另外，所用的显微立体成像微操作系统由于受到其分辨率的限制，在测量微米级的位移时，存在较大的测量误差。

将两个方向的测量结果合成后，可得到二维微执行器的运动轨迹，如图9.19所示，它显示了二维微执行器的运动范围。

图9.19　二维微执行器的运动轨迹