SCL系列堆疊執(zhí)行器包括一個(gè)全橋應(yīng)變傳感器,用于閉環(huán)控制和應(yīng)變監(jiān)測(cè)。堆致動(dòng)器為陶瓷封裝,用于防潮,并涂有環(huán)氧樹脂,用于絕緣高壓接線并提供機(jī)械保護(hù)。SCL致動(dòng)器與壓電驅(qū)動(dòng)PDu150CL一起訂購(gòu)時(shí),可根據(jù)致動(dòng)器進(jìn)行校準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)器。應(yīng)用包括:納米定位,顯微鏡,精密加工,振動(dòng)控制,液壓泵,閥門和光學(xué)。
規(guī)范
一般規(guī)格 | |
驅(qū)動(dòng)電壓 | -30伏至+150伏 |
筆畫公差 | +/-15% |
長(zhǎng)度公差 | +/-0.1毫米 |
滯變 | <15% |
工作溫度 | 0至+70攝氏度 |
工作濕度 | <40% Recommended |
儲(chǔ)存溫度 | -25至+80攝氏度 |
儲(chǔ)存濕度 | <40% Recommended |
應(yīng)變儀 | 全橋,350歐姆 |
量規(guī)因數(shù) | 2 |
電橋電壓 | <5 Vrms |
Part Numbers
Order Code | Range 0V to 150V | Range -30 to 150V | Length | Cross Section | Cap. +/-20% | Mass | Blocking Force | Stiffness | Res. Freq. | Buy Now |
SCL050509 | 9.5 um | 12 um | 9 mm | 5×5 mm | 0.75uF | 2.0 g | 1000 N | 105 N/um | 140 kHz | Buy Now |
SCL050518 | 20 um | 26 um | 18* mm | 5×5 mm | 1.6 uF | 3.8 g | 1000 N | 50 N/um | 70 kHz | Buy Now |
SCL050536 | 41 um | 53 um | 36 mm | 5×5 mm | 3.5 uF | 7.4 g | 1000 N | 24 N/um | 34 kHz | Buy Now |
SCL070718 | 19 um | 24 um | 18* mm | 7×7 mm | 3.0 uF | 7.3 g | 1900 N | 100 N/um | 70 kHz | Buy Now |
SCL070736 | 38 um | 50 um | 36 mm | 7×7 mm | 6.0 uF | 14 g | 1900 | 50 N/um | 35 kHz | Buy Now |
堆疊致動(dòng)器不應(yīng)承受顯著的拉伸載荷、不均勻分布的載荷、離軸載荷、彎矩或扭矩。為了減少安裝誤差,可以使用陶瓷或不銹鋼球端來(lái)連接堆致動(dòng)器和負(fù)載。還建議使用彎曲機(jī)構(gòu)。
適用于低溫操作的粘合劑包括氰基丙烯酸酯,例如強(qiáng)力膠,以及通用的雙組分環(huán)氧樹脂,例如Loctite 3430。在需要散熱或高溫運(yùn)行的應(yīng)用中,推薦使用Loctite 9466。
推薦的最大拉伸負(fù)荷為阻斷力的10%。在需要雙向力或高速運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用中,建議使用大于最大拉伸載荷的預(yù)載力。這保證了致動(dòng)器總是處于壓縮狀態(tài)。建議的最大預(yù)載為阻擋力的50%。
應(yīng)變儀
應(yīng)變儀是一個(gè)350歐姆的全橋裝置,由兩個(gè)90度的玫瑰花結(jié)構(gòu)成。與壓電膨脹方向一致的應(yīng)變?cè)?biāo)為+ε,90度元件標(biāo)為–νε。采用這種慣例是因?yàn)檎龖?yīng)變+ε由于泊松比(ν).
感應(yīng)差分電壓VS對(duì)于兩個(gè)不同的元素,全橋是[1,?2]VS=12VeGFε(1+ν)在哪里Ve是激勵(lì)電壓(例如5V),GF是規(guī)格系數(shù)(例如2),ε是菌株,和ν是泊松比(PZT5H為0.34)。對(duì)于0.1%的滿量程應(yīng)變,預(yù)期電橋電壓為6.7 mV。
這PDu150CL放大器模塊在0.1 Hz至100 Hz范圍內(nèi)的折合到輸入端噪聲為3 uVrms。因此,應(yīng)變測(cè)量噪聲的預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ=3μV6.7平均變化=0.045滿量程的%也就是6σ-分辨率[1]對(duì)于100Hz帶寬,為滿量程的0.26%。例如,SCL050509和的閉環(huán)分辨率PDu150CL放大器模塊約為25納米(峰峰值),帶寬為100赫茲。
推薦的驅(qū)動(dòng)程序
這PDu150CL驅(qū)動(dòng)模塊(版本5或以上)提供開環(huán)或閉環(huán)操作所需的所有功能。連接圖如下所示。
連接后,校準(zhǔn)模塊,使致動(dòng)器的全量程延伸產(chǎn)生+10V傳感器輸出。然后,模塊可以切換到閉環(huán)模式,此時(shí)0V至10V的輸入會(huì)使執(zhí)行器的全量程范圍為零。
當(dāng)致動(dòng)器和PDu150CL驅(qū)動(dòng)器一起訂購(gòu),可以要求工廠校準(zhǔn)。默認(rèn)情況下,應(yīng)變儀經(jīng)過(guò)校準(zhǔn),因此0V至+150V的致動(dòng)器電壓會(huì)產(chǎn)生0V至+10V的傳感器信號(hào)。在閉環(huán)中,全沖程由+10V輸入信號(hào)產(chǎn)生,然而,閉環(huán)中的最大建議輸入為9V。這為控制器留出了一些“頂部空間”,以補(bǔ)償因溫度降低或致動(dòng)器老化而減少的致動(dòng)器行程。致動(dòng)器在未安裝狀態(tài)下進(jìn)行校準(zhǔn),因此安裝后應(yīng)檢查校準(zhǔn)情況,并在必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
球端
SCL堆棧執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以配置球端,以改善負(fù)載分布,減少維修過(guò)程中的彎曲。通過(guò)在訂單代碼上添加下列后綴之一,可以指定一個(gè)或兩個(gè)球端:-TBE(頂部球端),-BBE(底部球端),或-2BE(兩個(gè)球端)。例如SCL050509-2BE。
致動(dòng)器橫截面 | 半球直徑 | 附加長(zhǎng)度 |
5 x 5毫米 | 5毫米 | 每個(gè)球端2.5毫米 |
7 x 7毫米 | 7毫米 | 每個(gè)球端3.5毫米 |
安裝杯可用于5毫米和7毫米半球。
指令碼 | 西裝半球 | 外徑 | 附加長(zhǎng)度 |
SCUP5 | 5毫米 | 5毫米 | 每杯0.56毫米 |
SCUP7 | 7毫米 | 7毫米 | 每杯0.78毫米 |
剛性彈簧
當(dāng)堆棧致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)一個(gè)剛性彈簧時(shí),范圍會(huì)減小一個(gè)系數(shù)kpkp+kL在哪里kp是致動(dòng)器剛度和kL是負(fù)載剛度。
也可以通過(guò)限制端板來(lái)減小行程,例如通過(guò)將致動(dòng)器結(jié)合到剛性基座上。這種效應(yīng)在長(zhǎng)度小于寬度兩倍的致動(dòng)器中最為顯著。
電容
執(zhí)行器電容是在室溫下測(cè)得的小信號(hào)電容。由于滯后現(xiàn)象,有效電容隨著施加的電壓而增加。滿量程工作時(shí),有效電容約為小信號(hào)電容的1.5倍。電容也隨著溫度而增加。溫度升高約50攝氏度將使有效電容加倍。
熱量
操作過(guò)程中的溫度上升是由于金屬層中的電阻加熱、機(jī)械摩擦和滯后引起的能量損失。產(chǎn)生的熱量通過(guò)表面對(duì)流和端板傳導(dǎo)而消散。
由于熱傳導(dǎo),當(dāng)工作頻率持續(xù)超過(guò)大約500 Hz時(shí),建議使用平端板。具有更大橫截面積的致動(dòng)器提供更好的熱傳導(dǎo);然而,這些也需要更高的驅(qū)動(dòng)電流。
SCL系列執(zhí)行器可以在高達(dá)70攝氏度的溫度下工作。可根據(jù)要求提供溫度范圍更高的型號(hào)。
操作期間的實(shí)際溫升取決于許多因素,包括連接結(jié)構(gòu)的熱阻、致動(dòng)器上的氣流以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度和波形。作為溫度升高的標(biāo)志,下表列出了當(dāng)由150 Vp-p正弦驅(qū)動(dòng)時(shí),SCL致動(dòng)器溫度升高25度的近似頻率
揮手。
致動(dòng)器橫截面 | 上升10攝氏度 | 上升25攝氏度 |
5 x 5毫米 | 600赫茲 | 1.5千赫 |
7 x 7毫米 | 500赫茲 | 3千赫 |
上述數(shù)字假設(shè)工作頻率低于致動(dòng)器和連接結(jié)構(gòu)的第一共振頻率。在共振頻率附近可以產(chǎn)生明顯更多的熱量。
尺寸
總堆疊尺寸基于規(guī)格中列出的陶瓷的寬度和長(zhǎng)度。總寬度尺寸,包括導(dǎo)線和應(yīng)變儀,比陶瓷寬2.3毫米。