PiezoDrive驅(qū)動(dòng)器150V 閉環(huán)堆棧執(zhí)行器采用陶瓷封裝，用于防潮，并涂有環(huán)氧樹脂涂層，以絕緣高壓線路并提供機(jī)械保護(hù)
150V 閉環(huán)堆棧執(zhí)行器
SCL 系列堆棧執(zhí)行器包括一個(gè)用于閉環(huán)控制和應(yīng)變監(jiān)測的全橋式應(yīng)變傳感器。堆棧執(zhí)行器采用陶瓷封裝，用于防潮，并涂有環(huán)氧樹脂涂層，以絕緣高壓線路并提供機(jī)械保護(hù)。SCL 促動(dòng)器與?PiezoDrive PDu150CL?驅(qū)動(dòng)器完美匹配，當(dāng)一起訂購時(shí)，該驅(qū)動(dòng)器可以校準(zhǔn)到促動(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)格
| 一般規(guī)格 | |
| 驅(qū)動(dòng)電壓 | -30V 至 +150V |
| 行程容差 | +/-15% |
| 長度公差 | +/- 0.1 毫米 |
| 磁滯現(xiàn)象 | <15% |
| 工作溫度 | 0 至 +70 攝氏度 |
| 工作濕度 | <40% 推薦 |
| 儲(chǔ)存溫度 | -25 至 +80 攝氏度 |
| 儲(chǔ)存濕度 | <40% 推薦 |
| 應(yīng)變計(jì) | 全橋，350 歐姆 |
| 儀表系數(shù) | 2 |
| 電橋電壓 | <5 Vrms |
零件編號(hào)
| 訂購 代碼 | 范圍 0V 至 150V | 范圍 -30 至 150V | 長度 | 橫截面 | 上限 +/-20% | 質(zhì)量 | 阻擋 力 | 剛度 | Res. Freq. | ? |
| SCL050509 | 9.5 微米 | 12 微米 | 9 毫米 | 5×5 毫米 | 0.75 微米 | 2.0 克 | 1000 牛 | 105 牛 / 微米 | 140 赫茲 | |
| SCL050518 | 20 微米 | 26 微米 | 18* 毫米 | 5×5 毫米 | 1.6 uF | 3.8 克 | 1000 牛 | 50 牛 / 微米 | 70 赫茲 | |
| SCL050536 | 41 微米 | 53 微米 | 36 毫米 | 5×5 毫米 | 3.5 uF | 7.4 克 | 1000 牛 | 24 牛 / 微米 | 34 kHz | |
| SCL070718 | 19 微米 | 24 微米 | 18* 毫米 | 7×7 毫米 | 3.0 uF | 7.3 克 | 1900 牛 | 100 牛 / 微米 | 70 赫茲 | |
| SCL070736 | 38 微米 | 50 微米 | 36 毫米 | 7×7 毫米 | 6.0 微F | 14 克 | 1900 | 50 牛 / 微米 | 35 kHz |
注意：
* 18mm 致動(dòng)器上的應(yīng)變片電觸點(diǎn)靠近堆棧的末端，可能會(huì)接觸安裝表面。第 4 節(jié)中顯示了一個(gè) 18mm 長的致動(dòng)器示例。為避免應(yīng)變片短路，建議使用球頭端。或者，可以通過在訂貨代碼后加上 -Spacer 來在兩端添加 0.4mm 陶瓷墊片，例如 SCL050518-Spacer
安裝
堆疊式促動(dòng)器不應(yīng)承受較大的拉伸載荷、分布不均勻的載荷、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將堆棧執(zhí)行器連接到負(fù)載。還推薦使用彎曲機(jī)制。
適合低溫作的膠粘劑包括氰基丙烯酸酯，例如強(qiáng)力膠凝膠，以及通用的雙組分環(huán)氧樹脂，例如 Loctite 3430。在需要散熱或在高溫下運(yùn)行的應(yīng)用中，建議使用 Loctite 9466。
最大推薦拉伸載荷為鎖緊力的 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)緊力。這保證了促動(dòng)器始終處于壓縮狀態(tài)。建議的最大預(yù)緊力為鎖緊力的 50%。
應(yīng)變計(jì)
應(yīng)變片是一個(gè) 350 歐姆全橋布置，由兩個(gè) 90 度應(yīng)變花構(gòu)成。與壓電膨脹方向?qū)R的應(yīng)變元件標(biāo)記為 +ε 度，90 度元件表示為 –νε。之所以采用這種約定，是因?yàn)檎龖?yīng)變 +ε 由于泊松比 （ν).
感應(yīng)差分電壓VS對于雙變量元件，全橋?yàn)?[1，?2]VS=12VeGFε(1+ν)哪里Ve是激勵(lì)電壓（例如 5V），GF 是應(yīng)變系數(shù)（例如 2），ε是應(yīng)變，而ν是泊松比（PZT5H 為 0.34）。對于 0.1% 的滿量程應(yīng)變，預(yù)期的電橋電壓為 6.7 mV。
PDu150CL?放大器模塊在 0.1 Hz 至 100 Hz 范圍內(nèi)具有 3 uVrms 的輸入?yún)⒖荚肼暋Ｒ虼耍瑧?yīng)變測量噪聲的預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)差為σ=3μV6.7毫伏=0.045滿量程的 %即 6σ– 分辨率?[1]?為 100 Hz 帶寬時(shí)滿量程的 0.26%。例如，SCL050509 和?PDu150CL?放大器模塊的閉環(huán)分辨率約為 25nm（峰峰值），帶寬為 100 Hz。
推薦驅(qū)動(dòng)程序
PDu150CL?驅(qū)動(dòng)程序模塊（版本 5 或更高版本）提供開環(huán)或閉環(huán)作所需的所有功能。連接圖如下圖所示。
連接后，對模塊進(jìn)行校準(zhǔn)，以便執(zhí)行器的全范圍擴(kuò)展產(chǎn)生 +10V 傳感器輸出。然后，該模塊可以切換到閉環(huán)，其中 0V 至 10V 輸入產(chǎn)生零，到執(zhí)行器的全范圍擴(kuò)展。
當(dāng)執(zhí)行器和?PDu150CL?驅(qū)動(dòng)器一起訂購時(shí)，可以要求進(jìn)行工廠校準(zhǔn)。默認(rèn)情況下，應(yīng)變片經(jīng)過校準(zhǔn)，因此 0V 至 +150V 執(zhí)行器電壓產(chǎn)生 0V 至 +10V 傳感器信號(hào)。在閉環(huán)中，全行程由 +10V 輸入信號(hào)產(chǎn)生，但是，閉環(huán)中的最大推薦輸入為 9V。這為控制器留下了一些“空間”，以補(bǔ)償由于溫度降低或執(zhí)行器老化等原因而減少的致動(dòng)器行程。執(zhí)行器在未安裝狀態(tài)下進(jìn)行校準(zhǔn)，因此安裝后應(yīng)檢查校準(zhǔn)，并在必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
球頭
SCL 堆棧執(zhí)行器可配備球端，以改善負(fù)載分布并減少使用過程中的彎曲。可以通過在訂貨代碼中添加以下后綴之一來指定一個(gè)或兩個(gè)球頭：-TBE（頂部球端）、-BBE（底部球端）或 -2BE（兩個(gè)球端）。例如 SCL050509-2BE。
| 執(zhí)行器橫截面 | 半球直徑 | 額外長度 |
| 5 x 5 毫米 | 5 毫米 | 每個(gè)球端 2.5 mm |
| 7 x 7 毫米 | 7 毫米 | 每個(gè)球端 3.5 mm |
安裝杯可用于 5 mm 和 7 mm 半球。
| 訂購代碼 | 西裝 Hemisphere | 外徑 | 額外長度 |
| SCUP5的 | 5 毫米 | 5 毫米 | 每杯 0.56 毫米 |
| SCUP7的 | 7 毫米 | 7 毫米 | 每杯 0.78 毫米 |
中風(fēng)
當(dāng)堆疊平動(dòng)器驅(qū)動(dòng)剛性彈簧時(shí)，范圍會(huì)減少系數(shù)kpkp+kL哪里kp是平動(dòng)電機(jī)剛度，而kL是載荷剛度。
也可以通過約束端板來減少行程，例如通過將促動(dòng)器粘合到堅(jiān)硬的底座上。這種影響在長度小于寬度兩倍的致動(dòng)器中最為明顯。
電容
促動(dòng)器電容是在室溫下測得的小信號(hào)電容。由于磁滯，有效電容隨著施加的電壓而增加。當(dāng)滿量程工作時(shí)，有效電容大約是小信號(hào)電容的 1.5 倍。電容也隨溫度的增加而增加。溫度升高約 50 °C 將使有效電容增加一倍。
燙的
運(yùn)行過程中的溫升是由于金屬層中的電阻加熱、機(jī)械摩擦和磁滯造成的能量損失。產(chǎn)生的熱量通過表面對流和通過端板的傳導(dǎo)消散。
由于熱傳導(dǎo)，當(dāng)工作頻率持續(xù)超過約 500 Hz 時(shí)，建議使用平端板。具有較大橫截面積的執(zhí)行器可提供更好的熱傳導(dǎo);但是，這些也需要更高的驅(qū)動(dòng)電流。
SCL 系列執(zhí)行器可在高達(dá) 70 攝氏度的溫度下運(yùn)行。可根據(jù)要求提供具有更高溫度范圍的版本。
運(yùn)行期間的實(shí)際溫升取決于許多因素，包括連接結(jié)構(gòu)的熱阻、通過執(zhí)行器的氣流以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)的大小和波形。作為溫度上升的指標(biāo)，下表列出了當(dāng)由 150 Vp-p 正弦
波驅(qū)動(dòng)時(shí)，SCL 執(zhí)行器的溫度升高 25 度的大致頻率。
| 執(zhí)行器橫截面 | 10 攝氏度上升 | 25 攝氏度上升 |
| 5 x 5 毫米 | 600 赫茲 | 1.5 赫茲 |
| 7 x 7 毫米 | 500 赫茲 | 3 kHz |
以上數(shù)字假設(shè)工作頻率低于致動(dòng)器和連接結(jié)構(gòu)的第一諧振頻率。在諧振頻率附近可以產(chǎn)生更多的熱量。
尺寸
總堆疊尺寸基于規(guī)格中列出的陶瓷的寬度和長度。包括線材和應(yīng)變片在內(nèi)的總寬度尺寸比陶瓷寬 2.3 毫米。
