SCL系列堆疊執(zhí)行器包括一個全橋應(yīng)變傳感器，用于閉環(huán)控制和應(yīng)變監(jiān)測。堆致動器為陶瓷封裝，用于防潮，并涂有環(huán)氧樹脂，用于絕緣高壓接線并提供機械保護。SCL致動器與壓電驅(qū)動PDu150CL一起訂購時，可根據(jù)致動器進行校準的驅(qū)動器。應(yīng)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(xué)。
規(guī)范
| 一般規(guī)格 | |
| 驅(qū)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(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. | |
| 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(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連接堆致動器和負載。還建議使用彎曲機構(gòu)。
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(huán)氧樹脂，例如Loctite 3430。在需要散熱或高溫運行的應(yīng)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(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350歐姆的全橋裝置，由兩個90度的玫瑰花結(jié)構(gòu)成。與壓電膨脹方向一致的應(yīng)變元件標為+ε，90度元件標為–νε。采用這種慣例是因為正應(yīng)變+ε由于泊松比(ν).
感應(yīng)差分電壓VS對于兩個不同的元素，全橋是[1,?2]VS=12VeGFε(1+ν)在哪里Ve是激勵電壓(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)變測量噪聲的預(yù)測標準偏差為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)動程序
這PDu150CL驅(qū)動模塊(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，校準模塊，使致動器的全量程延伸產(chǎn)生+10V傳感器輸出。然后，模塊可以切換到閉環(huán)模式，此時0V至10V的輸入會使執(zhí)行器的全量程范圍為零。
當致動器和PDu150CL驅(qū)動器一起訂購，可以要求工廠校準。默認情況下，應(yīng)變儀經(jīng)過校準，因此0V至+150V的致動器電壓會產(chǎn)生0V至+10V的傳感器信號。在閉環(huán)中，全沖程由+10V輸入信號產(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(tài)下進行校準，因此安裝后應(yīng)檢查校準情況，并在必要時進行調(diào)整。
球端
SCL堆棧執(zhí)行機構(gòu)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(qū)動一個剛性彈簧時，范圍會減小一個系數(shù)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(jié)合到剛性基座上。這種效應(yīng)在長度小于寬度兩倍的致動器中最為顯著。
電容
執(zhí)行器電容是在室溫下測得的小信號電容。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，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(chǎn)生的熱量通過表面對流和端板傳導(dǎo)而消散。
由于熱傳導(dǎo)，當工作頻率持續(xù)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(dǎo)；然而，這些也需要更高的驅(qū)動電流。
SCL系列執(zhí)行器可以在高達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。
操作期間的實際溫升取決于許多因素，包括連接結(jié)構(gòu)的熱阻、致動器上的氣流以及驅(qū)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(qū)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(shù)字假設(shè)工作頻率低于致動器和連接結(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度。包括導(dǎo)線和應(yīng)變計在內(nèi)的總寬度尺寸比陶瓷寬2.3毫米。
