放大压电陶瓷促动器
放大压电致动器是一种机械放大的压电陶瓷预载堆栈。机械放大是通过金属制成的外部椭圆形外壳实现的,该外壳沿短轴放大沿主轴发生的压电陶瓷变形。这种椭圆形框架还可以保护压电陶瓷免受拉力。它为用户提供了易于集成的机械接口。这种预应力和放大的架对压电陶瓷施加了**的预紧力,在动态应用时,与基于杠杆臂和弯曲枢轴的传统机械放大器相比,确保了更长的使用寿命和更好的性能。
放大压电陶瓷促动器的方法和技术主要涉及以下几个方面:
一、机构放大原理
· 原理概述:机构放大压电促动器利用机构放大原理将压电陶瓷的横向伸长位移放大到轴向位移输出。这种方法可以显著提高促动器的位移能力。
二、电压控制
· 快速响应:压电陶瓷促动器对电压变化非常敏感,工作电压的快速变化可以迅速导致促动器位移。因此,通过精确控制电压,可以实现促动器位移的精确放大。
· 稳定性要求:在稳定状态操作时,电源的稳定性至关重要,因为压电促动器对电压变化非常敏感。为了保持位移的稳定性,需要避免电源噪声或漂移。
三、电控系统优化
· 高效放大器:采用高性能的压电放大器,如PI提供的开关放大器,可以通过调制控制信号的脉宽(PWM)来控制压电电压,实现超高效率。
· 能量回收:一些先进的电控系统集成了能量回收电路,可以在压电促动器放电时回收部分能量,并存储于电容存储器中,以供下一次充电操作使用,从而节约高达80%的能量。
四、传感器与反馈控制
· 高精度定位:结合高精度传感器和反馈控制系统,可以实现对压电陶瓷促动器位移的精确测量和实时调整,从而进一步提高位移放大的精度和稳定性。
· 动态优化:通过优化控制算法,减少校正时间,可以实现低至亚纳米范围的可重复性和高带宽(如10kHz)的定位精度。
五、材料与设计优化
· 多层陶瓷结构:整体烧结DM®多层促动器(低压促动器)由多层薄陶瓷层构成,可以提供更高的位移能力和更好的性能稳定性。
· 抗扭力设计:采用抗扭力设计的压电陶瓷促动器可以有效地消除外部机械扭力对内部压电叠堆陶瓷的影响,保护促动器并提高其使用寿命。
六、应用实例
· 探针扫描:在探针扫描应用中,压电陶瓷促动器可以实现高精度的位移控制,用于微纳米尺度的表面形貌测量。
· 光纤拉伸:在光纤拉伸应用中,压电陶瓷促动器可以通过精确控制位移来拉伸光纤,实现光纤性能的精确调整。
综上所述,放大压电陶瓷促动器的方法涉及机构放大原理、电压控制、电控系统优化、传感器与反馈控制、材料与设计优化等多个方面。通过综合运用这些方法和技术,可以显著提高压电陶瓷促动器的位移能力和性能稳定性。
产品:放大压电陶瓷促动器
规格:
名称 | 标注行程 | 空载谐振频率 | 运动方向出力 | 刚度 | 静电容量 |
DMPA.30US | 34μm | 4778Hz | 3.7N | 0.11 N/μm | 0.04μF |
DMPA.35S | 52μm | 3880Hz | 27N | 0.52N/μm | 0.30μF |
DMPA.50S | 66μm | 2730Hz | 16N | 0.24N/μm | 0.30μF |
DMPA.60S | 75μm | 2860Hz | 130N | 1.7N/μm | 1.1μF |
DMPA.120S | 140μm | 1340Hz | 46N | 0.33N/μm | 1.1μF |
DMPA.150XS | 130μm | 1100Hz | 3.2N | 0.02N/μm | 0.18μF |
DMPA.40SM | 54μm | 4130Hz | 260N | 4.9N/μm | 1.1μF |
DMPA.60SM | 77μm | 2800Hz | 140N | 1.8N/μm | 1.1μF |
DMPA.60SML | 57μm | 3120Hz | 390N | 6.8N/μm | 6.2μF |
DMPA.100M | 130μm | 1900Hz | 230N | 19N/μm | 2.2μF |
DMPA.150M | 190μm | 1300Hz | 130N | 0.68N/μm | 2.2μF |
DMPA.200M | 240μm | 910Hz | 87N | 0.37N/μm | 2.2μF |
DMPA.400M | 460μm | 420Hz | 34N | 0.07N/μm | 2.2μF |
DMPA.600M | 550μm | 320Hz | 24N | 0.04N/μm | 2.2μF |
DMPA.900M | 790μm | 260Hz | 18N | 0.02N/μm | 2.2μF |
DMPA.100SMML | 130μm | 1900Hz | 830N | 8.3N/μm | 6.3μF |
DMPA.400SMML | 460μm | 420Hz | 180N | 0.52N/μm | 6.3μF |
DMPA.600SMML | 650μm | 320Hz | 78N | 0.12N/μm | 6.3μF |
DMPA.60XML | 65μm | 2600Hz | 3300N | 51N/μm | 13μF |
DMPA.95XML | 99μm | 2100Hz | 2100N | 21N/μm | 13μF |
DMPA.120XML | 130μm | 1900Hz | 1500N | 12N/μm | 13μF |
DMPA.200XML | 220μm | 1000Hz | 780N | 3.6N/μm | 13μF |
DMPA.300XML | 300μm | 760Hz | 540N | 1.8N/μm | 13μF |
DMPA.230XL | 230μm | 860Hz | 1300N | 5.8N/μm | 26μF |
DMPA.500XL | 510μm | 460Hz | 580N | 1.1N/μm | 26μF |
DMPA.1000XL | 870μm | 290Hz | 350N | 0.4N/μm | 26μF |
DMPA.1500XL | 1500μm | 140Hz | 99N | 0.07N/μm | 26μF |
DMPA.2000XL | 2000μm | 87Hz | 62N | 0.03N/μm | 26μF |
DMPA.500XXL | 590μm | 350Hz | 1400N | 2.4N/μm | 77μF |
DMPA.1000XXL | 1100μm | 210Hz | 770N | 0.7N/μm | 77μF |
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