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芯明天封裝式壓電促動(dòng)器及其在微納米壓痕中的應(yīng)用

更新時(shí)間: 2018-06-19

  一、芯明天壓電疊堆陶瓷  

壓電疊堆陶瓷屬于功能性材料,對壓電疊堆陶瓷施加電壓后,壓電疊堆陶瓷可產(chǎn)生形變,形變量約為形變方向長度的1.5‰,且形變量與所施加的電壓基本成線性關(guān)系。壓電疊堆陶瓷具有遲滯與蠕變特性。

 

芯明天壓電疊堆陶瓷

 

  二、芯明天封裝壓電促動(dòng)器  
芯明天封裝式壓電促動(dòng)器是以壓電疊堆陶瓷為內(nèi)部驅(qū)動(dòng)元件,采用直驅(qū)結(jié)構(gòu),通過設(shè)計(jì)特殊外形殼體、底座、預(yù)緊、移動(dòng)端等結(jié)構(gòu),將壓電疊堆陶瓷封裝于內(nèi)部,且可將壓電疊堆陶瓷的性能如出力、位移形變量等*展現(xiàn)出來,且封裝式壓電促動(dòng)器可承受一定的拉力,甚至扭力,抗振動(dòng)且防撞擊,更適用于工業(yè)型使用。

 

芯明天壓電促動(dòng)器基本結(jié)構(gòu)

 

芯明天壓電促動(dòng)器運(yùn)動(dòng)演示

 

  三、壓電疊堆陶瓷與封裝壓電促動(dòng)器區(qū)別  

區(qū)別舉例:

參數(shù)

壓電疊堆陶瓷

封裝式壓電促動(dòng)器

外觀

 

拉力

不可承受拉力

可承受一定拉力

滿幅值使用頻率

趨于靜態(tài)使用

可高動(dòng)態(tài)使用

外殼保護(hù)

抵抗環(huán)境能力

強(qiáng)

固定方式

粘接或機(jī)械夾持

螺紋固定易于安裝

轉(zhuǎn)接方式

粘接或機(jī)械夾持

多種螺紋可選轉(zhuǎn)接方便

反饋傳感

可選

 

  四、芯明天壓電促動(dòng)器分類  

芯明天壓電促動(dòng)器按外觀形狀分類,可分為柱形壓電促動(dòng)器及環(huán)形壓電促動(dòng)器;按特點(diǎn)分類,可分為低壓型壓電促動(dòng)器及大出力型壓電促動(dòng)器;按控制方式分類,又可分為開環(huán)及閉環(huán),與開環(huán)相比,閉環(huán)具有反饋傳感,并可消除開環(huán)的遲滯與蠕變特性。

  五、芯明天封裝壓電促動(dòng)器外觀尺寸  

芯明天壓電促動(dòng)器的直徑小為9mm,大為45mm,高度小為19mm,大為199mm,此范圍以外尺寸可進(jìn)行定制。封裝式壓電促動(dòng)器的出力與外徑尺寸有關(guān),外徑尺寸越大,出力越大;它的位移范圍與高度相關(guān),高度越高,位移量越大。

  六、芯明天封裝壓電促動(dòng)器基本參數(shù)  

柱形封裝壓電促動(dòng)器:直徑、大高度及大標(biāo)稱位移基本參數(shù)。

型號

外徑[mm]

H標(biāo)稱[µm]

驅(qū)動(dòng)[V]

VS9 系列

9

28

19

0~150

VS10 系列

10

100

95

0~150

VS12 系列

12

154

152

0~150

VS15 系列

15

190

190

0~150

VS20 系列

20

197

190

0~150

VS25 系列

25

199

190

0~150

VS18 系列

18

185

200

0~1000

VS25 系列

25

187

200

0~1000

VS35 系列

35

194

200

0~1000

VS45 系列

45

194

200

0~1000

 

ODID[mm]

大標(biāo)稱位移[V]

VS22系列

22

9

71

47

0~150

VS35系列

35

14

71

47

0~150

VS18系列

18

4.5

69

60

0~1000

VS22系列

22

7.5

89

80

0~1000

VS35系列

35

14

89

80

0~1000

VS45系列

45

25

107

100

0~1000

(以上參數(shù)可選擇定制)

 

  七、芯明天壓電促動(dòng)器微納米壓痕應(yīng)用  

芯明天封裝式壓電促動(dòng)器的位移與所施加的電壓成線性關(guān)系。在同樣電壓下,力與位移也成線性關(guān)系,如下圖所示。例如,對于一個(gè)低壓促動(dòng)器,在120V電壓驅(qū)動(dòng)下,若陶瓷促動(dòng)器的形變量達(dá)到大,則它的出力為0,若120V時(shí),陶瓷促動(dòng)器的形變量為0,則它的出力將達(dá)到大點(diǎn)Fmax。 

芯明天PST系列壓電促動(dòng)器的諧振頻率可達(dá)40kHz,加速度快,且定位精度在納米量級。壓電促動(dòng)器帶動(dòng)壓頭實(shí)現(xiàn)沿Z向的精密壓入和壓出過程,它的性能會直接影響到壓痕裝置的精度及可用性。閉環(huán)壓電促動(dòng)器帶有反饋傳感,基于閉環(huán)控制理論,可實(shí)現(xiàn)位移閉環(huán)控制,保證加載的穩(wěn)定性。

 

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