為了使陶瓷能表現(xiàn)出宏觀的壓電特性，就必須在壓電陶瓷燒成并于端面被復(fù)電極之后，將其置于強直流電場下進行極化處理，以使原來混亂取向的各自發(fā)極化矢量沿電場方向擇優(yōu)取向.壓電疊堆( Multilayer Piezoelectric Actuators) 是利用單片壓電陶瓷電場作用下的直接伸長變形,再通過多層疊加使總的變形達到一個較大的數(shù)值。利用自行設(shè)計的壓電式電氣比例閥,能較好地解決小流量下執(zhí)行機構(gòu)運動的控制問題,實現(xiàn)氣缸的精密定位。

 壓電特性的物理機制：經(jīng)過極化了的壓電陶瓷片的兩端會出現(xiàn)束縛電荷, 所以在電極表面上吸附了一層來自外界的自由電荷。壓電陶瓷與典型的不包含鐵電成分的壓英晶體的主要區(qū)別是： 構(gòu)成其主要成分的晶相都是具有鐵電性的晶粒. 電氣比例閥的主要作用是用于連接系統(tǒng)的電氣一機械部分,將輸人的小功率電信號通過放大轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂崎y芯運動的電壓或電流信號。

 控制系統(tǒng)是利用壓縮氣體作為動力源,在數(shù)據(jù)采集卡和自行設(shè)計的壓電驅(qū)動式電氣比例閥的閉環(huán)控制下,通過光柵尺和力傳感器的反饋,實現(xiàn)氣壓缸的快速驅(qū)動與準確定位，精度可達到 0. 001 mm。由于陶瓷是晶粒隨機取向的多晶聚集體，因此其中各個鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是混亂取向的.常規(guī)的電氣比例閥無法實現(xiàn)精密控制,利用壓電疊堆作為動力源,研究制作了一種新的電器比例閥,即壓電式電氣比例閥。