壓電管掃描儀是徑向極化壓電材料的薄圓柱體，具有四個外部電極和一個連續的內部電極。當電壓施加到一個外部電極時，管的自由端將向施加的電壓彎曲。通過向所有外部電極施加相等的電壓，或者向內部電極施加電壓，可以實現垂直延伸。
壓電管掃描儀廣泛用于掃描探針顯微鏡，如XYZ納米定位器，以及其他應用，如微操作和光束掃描。這些電子管可自行訂購，也可選配用于連接TD250-INV放大器的接線和連接器，并帶有便于組裝的安裝面。可根據要求定制尺寸和/或電極配置。
Specifications
| Order Code | Length (1) | Diameter (2) | Thickness (3) | Electrode Clearance (4) | Max. Voltage (5) | Scan Range (6) | Extension Range (7) | Resonance Frequency (8) | Quadrant Capacitance (9) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TB1005-N | 10.0 mm | 5.0 mm | 0.66 mm | 0.7 mm | ±?264 V | 3.8 um | 2.1 um | 25 kHz | 3 nF | ||
| TB1006-N | 10.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ±?260 V | 3.2 um | 2.1 um | 31 kHz | TBC | ||
| TB2006-N | 20.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ±?260 V | 13 um | 4.2 um | 7.7 kHz | TBC | ||
| TB3006-N | 30.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ±?260 V | 29 um | 6.3 um | 3.4 kHz | TBC | ||
| TB3507-N | 35.0 mm | 7.0 mm | 0.66 mm | 0.7 mm | ±?264 V | 39 um | 7.4 um | 3.0 kHz | 10 nF | ||
| TB4006-N | 40.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ±?260 V | 51 um | 7.4 um | 1.9 kHz | TBC | ||
| TB5006-N | 50.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ±?260 V | 80 um | 11 um | 1.2 kHz | TBC | ||
| TB5509-N | 55.0 mm | 9.0 mm | 0.6 mm | 0.7 mm | ±?250 V | 64 um | 12 um | 1.6 kHz | 17 nF | ||
| TB6006-N | 60.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ±?260 V | 114 um | 13 um | 850 Hz | 12 nF | ||
| TB10006-N | 100.0 mm | 6.0 mm | 0.65 mm | 0.7 mm | ±?260 V | 318 um | 21 um | 310 Hz | TBC |
操作原理
固定的壓電管和由施加的電壓產生的示例偏轉形狀。
用TD250放大器驅動壓電管
這TD250是一款超低噪聲、六通道250V放大器，針對驅動壓電管掃描儀進行了優化。盡管許多配置都是可行的，但下面所示的驅動內部電極配置提供了最大的X、Y和Z行程范圍[1]。這種配置也被稱為“全長”配置[1]。該方法的性能與參考文獻[1]中的其他配置進行了比較。
在驅動內部電極配置中，X和Y電極以標準方式用大小相等方向相反的電壓驅動，如下所示。通過向內部電極施加負電壓，可以獲得等于垂直掃描范圍一半的收縮。也就是說，垂直撓度為ΔL=Vz×?d31Lh.在哪里Vz是施加到內部電極的嚴格負電壓。
這種方法利用了壓電材料較高的正電場強度，通常是負電場強度的五倍。必須小心不要對內部電極施加正電壓，因為這會導致去極化。例如，當使用同相通道時，輸入被強制為負，如下所示。或者，可以使用反相通道，并強制輸入為正。
由驅動的壓電管的接線圖TD250-INV放大器。X軸偏轉由In1信號(+/-10V)控制，這導致在+X電極產生非反相的+/-250V信號，在-X電極產生反相的+/-250V信號。施加于In1的+10V信號導致向+X電極的最大偏轉，而-10V信號導致向-X電極的最大偏轉(如圖所示)。Y軸驅動方案與X軸相同。垂直Z軸偏轉由In5 (0V至-10V)控制，這會在內部電極上產生高達-250V的負電壓，并且收縮等于垂直行程范圍的一半。當同時驅動所有三個軸時，只能利用垂直行程范圍的一半。
