SCL系列堆疊執行器包括一個全橋應變傳感器,用于閉環控制和應變監測。堆致動器為陶瓷封裝,用于防潮,并涂有環氧樹脂,用于絕緣高壓接線并提供機械保護。SCL致動器與壓電驅動PDu150CL一起訂購時,可根據致動器進行校準的驅動器。應用包括:納米定位,顯微鏡,精密加工,振動控制,液壓泵,閥門和光學。
規范
一般規格 | |
驅動電壓 | -30伏至+150伏 |
筆畫公差 | +/-15% |
長度公差 | +/-0.1毫米 |
滯變 | <15% |
工作溫度 | 0至+70攝氏度 |
工作濕度 | <40% Recommended |
儲存溫度 | -25至+80攝氏度 |
儲存濕度 | <40% Recommended |
應變儀 | 全橋,350歐姆 |
量規因數 | 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. | |
SCL050509 | 9.5 um | 12 um | 9 mm | 5×5 mm | 0.75uF | 2.0 g | 1000 N | 105 N/um | 140 kHz | |
SCL050518 | 20 um | 26 um | 18* mm | 5×5 mm | 1.6 uF | 3.8 g | 1000 N | 50 N/um | 70 kHz | |
SCL050536 | 41 um | 53 um | 36 mm | 5×5 mm | 3.5 uF | 7.4 g | 1000 N | 24 N/um | 34 kHz | |
SCL070718 | 19 um | 24 um | 18* mm | 7×7 mm | 3.0 uF | 7.3 g | 1900 N | 100 N/um | 70 kHz | |
SCL070736 | 38 um | 50 um | 36 mm | 7×7 mm | 6.0 uF | 14 g | 1900 | 50 N/um | 35 kHz |
堆疊致動器不應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連接堆致動器和負載。還建議使用彎曲機構。
適用于低溫操作的粘合劑包括氰基丙烯酸酯,例如強力膠,以及通用的雙組分環氧樹脂,例如Loctite 3430。在需要散熱或高溫運行的應用中,推薦使用Loctite 9466。
推薦的最大拉伸負荷為阻斷力的10%。在需要雙向力或高速運動的應用中,建議使用大于最大拉伸載荷的預載力。這保證了致動器總是處于壓縮狀態。建議的最大預載為阻擋力的50%。
應變儀
應變儀是一個350歐姆的全橋裝置,由兩個90度的玫瑰花結構成。與壓電膨脹方向一致的應變元件標為+ε,90度元件標為–νε。采用這種慣例是因為正應變+ε由于泊松比(ν).
推薦的驅動程序
這PDu150CL驅動模塊(版本5或以上)提供開環或閉環操作所需的所有功能。連接圖如下所示。
連接后,校準模塊,使致動器的全量程延伸產生+10V傳感器輸出。然后,模塊可以切換到閉環模式,此時0V至10V的輸入會使執行器的全量程范圍為零。
當致動器和PDu150CL驅動器一起訂購,可以要求工廠校準。默認情況下,應變儀經過校準,因此0V至+150V的致動器電壓會產生0V至+10V的傳感器信號。在閉環中,全沖程由+10V輸入信號產生,然而,閉環中的最大建議輸入為9V。這為控制器留出了一些“頂部空間”,以補償因溫度降低或致動器老化而減少的致動器行程。致動器在未安裝狀態下進行校準,因此安裝后應檢查校準情況,并在必要時進行調整。
球端
SCL堆棧執行機構可以配置球端,以改善負載分布,減少維修過程中的彎曲。通過在訂單代碼上添加下列后綴之一,可以指定一個或兩個球端:-TBE(頂部球端),-BBE(底部球端),或-2BE(兩個球端)。例如SCL050509-2BE。
致動器橫截面 | 半球直徑 | 附加長度 |
5 x 5毫米 | 5毫米 | 每個球端2.5毫米 |
7 x 7毫米 | 7毫米 | 每個球端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
當堆棧致動器驅動一個剛性彈簧時,范圍會減小一個系數kpkp+kL在哪里kp是致動器剛度和kL是負載剛度。
也可以通過限制端板來減小行程,例如通過將致動器結合到剛性基座上。這種效應在長度小于寬度兩倍的致動器中最為顯著。
電容
執行器電容是在室溫下測得的小信號電容。由于滯后現象,有效電容隨著施加的電壓而增加。滿量程工作時,有效電容約為小信號電容的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
操作過程中的溫度上升是由于金屬層中的電阻加熱、機械摩擦和滯后引起的能量損失。產生的熱量通過表面對流和端板傳導而消散。
由于熱傳導,當工作頻率持續超過大約500 Hz時,建議使用平端板。具有更大橫截面積的致動器提供更好的熱傳導;然而,這些也需要更高的驅動電流。
SCL系列執行器可以在高達70攝氏度的溫度下工作。可根據要求提供溫度范圍更高的型號。
操作期間的實際溫升取決于許多因素,包括連接結構的熱阻、致動器上的氣流以及驅動信號的幅度和波形。作為溫度升高的標志,下表列出了當由150 Vp-p正弦驅動時,SCL致動器溫度升高25度的近似頻率
揮手。
致動器橫截面 | 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 |
上述數字假設工作頻率低于致動器和連接結構的第一共振頻率。在共振頻率附近可以產生明顯更多的熱量。
尺寸
總堆疊尺寸基于規格中列出的陶瓷的寬度和長度。包括導線和應變計在內的總寬度尺寸比陶瓷寬2.3毫米。