Пьезоэлектрические актюаторы

Актюаторы – приводы поступательного движения, работающие в микрометровом (миллиметровом) диапазоне с высокой точностью позиционирования.

Основные применения актюаторов:

-растровая микроскопия;

- микролитография;

- микро позиционирование зеркал, оптических волокон;

- виброкомпенсация и т.п.

Две наиболее распространенные группы актюаторов:

1. Пакетные 2. Пластинчатые (ленточные)

Рисунок 55 – Пакетные актюаторы

 

Рисунок 56 – Конструкция пакетных актюаторов

Рисунок 57 - Конструкция пакетных актюаторов

Пакеты актюаторов собирают в виде стержней с числом ПЭ в одном пакете до 200 и более. Целесообразность пакетной конструкции актюатора определяется необходимостью снижения управляющего напряжения. Пакет формируется склеиванием однополярных поверхностей отдельных ПЭ и соединяют их механически последовательно а электрически параллельно. Емкость пакетных актюаторов может достигать десятки мкФ, управляющее напряжение – до 1 кВ. Для питания актюаторов используют специально разработанные драйверы.

Для актюаторов свойственно явление гистерезиса.

 

Рисунок 58 – Гистерезисные зависимости смещения от электрического и механических напряжений

Рисунок 59 – Схема подключения актюаторов

Для пьезоэлектрических актюаторов свойственны резонансные явления, температурная зависимость входной электрической емкости.

Рисунок 60 – Переходной колебательный процесс в пакетном актюаторе

Рисунок 61 – Примеры использования актюаторов

Таблица – Основные параметры пакетных актюаторов

Тип	Длина (мм)	Ход * макс. (мкм)	Емкость (нФ)	Частота резонанса (кГц)	Развиваемая сила макс. (Н)	Нагрузка макс. (Н)
PSt 150/2х3/5		7 / 5
PSt 150/2х3/7		15 / 9
PSt 150/2x3/20		30 / 20
PSt 150/3,5x3,5/7		15 / 9
PSt 150/3,5x3,5/20		30 / 20
PSt 150/5x5/7		15 / 9			1.800	2.000
PSt 150/5x5/20		30 / 20			1.800	2.000
PSt 150/7x7/20		30 / 20			3.500	4.000
PSt 150/10x10/20		30 / 20			7.000	8.000
PSt 150/14x14/18		25 / 18			11.000	16.000
PSt 150/2x10/20		30 / 20			1.000	1.000

Рисунок 62- Конструкция и внешний вид ленточных актюаторов.

Применяются в:

• акселерометрах

• аппаратуре чтения для слепых

• качестве клапанов и микро насосов

• системах коммутации

• качестве сенсорных переключателей

• устройствах охлаждения электронных схем и т.п.

Рисунок 63- ТРЕХОСЕВОЙ АКСЕЛЕРОМЕТР АСН-04-08-05

Ленточные актюаторы производятся в пяти стандартных размерах (приведены в таблице). В случае необходимости компания готова производить ленточные пьезоприводы по спецификации заказчика.

Тип актюатора	Каталог №	Размеры (мм)	Рабочая длина (мм)	Общее отклоне-ние (мм)*	Блок. сила (Н)*	Частота резо- нанса (Гц)	Емкость (пФ)
L	W	h
600/200/0.60-SA	40-1010			0,6		> 2,5	> 0,25		170.000
490/021/0.60-SA	40-1025		2,1	0,6		> 1,5	> 0,05		15.000
490/018/0.60-SA	40-1035		1,8	0,6		> 1,5	> 0,03		25.000
400/200/0.60-SA	40-1040			0,6		> 1,0	> 0,40		115.000
350/025/0.60-SA	40-1055		2,5	0,6		> 0,7	> 0,06		12.000

Пьезоэлектрический Сервоэлемент^®

Компания APC International Ltd. представляет новое пьезоэлектрическое изделие - Сервоэлемент (торговая марка Servocell^®). Это первая в области интеллектуальных материалов готовая к установке пьезоэлектрическая актюаторная система с блоком управления и механизмом исполнения для систем коммутации, прерывания и пропорционального приведения в действие устройств.

Актюатор Контроллер Исполнитель

Основной частью запатентованной технологии сервоячейки являются оригинальные актюаторы, которые без механических компонентов осуществляют перемещение на величину до 2,7мм. Это перемещение управляется с помощью электронного низковольтного блока, также запатентованного, который обеспечивает точность до микрон.

APC International Ltd. разработала ряд методик по использованию пьезоэлектрических сервоэлементов как для обеспечения прецизионного пропорционального перемещения, так и для получения значительных усилий.

Сервоэлементы используются для создания:

- Расцепляющих или запорных механизмов - Электромеханических селекторов

- Вспомогательных электромеханических клапанов - Роботизированных захватов (зажимов)

- Возвратно-поступательных микро-насосов - Устройств оптической юстировки

- Систем передвижения (роторные моторы, линейные приводы) и т.д.

Сервоэлементы, указанные в таблице, могут поставляться как в составе стандартного комплекта (Кат. № 41-1005, цена 185 долларов со склада в США), так и отдельно.

Тип	S211	S212	S213	S214	FP740H
Свойства	стандартный	большая сила	большое перемещение	линейное перемещение	актюатор в обойме
Максимальный шаг	2,7мм	2,3мм	7,6мм	2,0мм	2,7мм
Максимальная сила	19гр	32гр	4,5гр	20гр	19гр
Жесткость пружины	7гр/мм	14гр/мм	0,6гр/мм	10гр/мм	7гр/мм
Долговечность	более 100 миллионов операций
Время реакции	0,01мсек	-
Время срабатывания*	20мсек	70мсек	60мсек	50мсек	4мсек
Частота**	25Гц	7Гц	8Гц	10Гц	125Гц
Напряжение питания (DC)	5 – 12В постоянного тока	-100 +400
Потребляемая мощность	350мВт на 20Гц	-
Входной сигнал	0 – 5В	-

* - при перемещении от минимального до максимального значения без нагрузки (для FP740H зависит от условий нагрузки и блока управления)

** - при максимальном перемещении (для FP740H зависит от условий нагрузки и блока управления)

Дата добавления: 2014-01-07