Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

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)

 

ПЬЕЗОПЛЕНКА ПВДФ

 

 

Пьезопленка из поливинилиден дифлюорида (ПВДФ) выпускается в листах разной площади и толщины. Это позволяет ее использовать непосредственно в различных типах датчиков или использовать целый лист, например для громкоговорителей.

Металлизация пьезопленки может быть выполнена с помощью эластичной серебряной краски, либо напыленным металлом. Пьезопленка с металлизацией на эластичной серебряной краске применяется тогда, когда пьезопленка используется в условиях механического воздействия. Такая металлизация также дает возможность изготавливать электроды по спецификации заказчика, и кроме этого, лучше приспособлена для крепления проводников. Тонкая напыленная металлизация более хрупка, и используется в тех случаях, когда требуемое соотношение сигнала к шуму диктует наличие очень маленькой массы электродов. Стандартный напыленный медно-никелевый сплав обладает хорошей проводимостью и стойкостью к оскидантам. По желанию заказчика может быть выполнено напылением золотом.

 

  ТИП пьезопленки / каталог № Размер (мм)   Толщина t (мкм)   Материал электрода
пленки электрода
A C B D
28μm / 1-1003703-4           NiCu сплав
28μm / 1-1003702-4           NiCu сплав
28μm / 1-1004347-0           Silver ink
28μm / 1-1004346-0           Silver ink
52μm / 2-1003703-4           NiCu сплав
52μm / 2-1003702-4           NiCu сплав
52μm / 2-1004347-0           Silver ink
52μm / 2-1004346-0           Silver ink
110μm / 3-1003703-4           NiCu сплав
110μm / 3-1003702-4           NiCu сплав
110μm / 3-1004347-0           Silver ink
110μm / 3-1004346-0           Silver ink

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...