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壓電陶瓷管掃描器

更新時(shí)間: 2018-12-03

 

壓電陶瓷管掃描器是徑向極化壓電材料的薄圓管體,具有四個(gè)外部電極和連續(xù)的內(nèi)部電極。 當(dāng)電壓施加到外部電極之一時(shí),相應(yīng)區(qū)域的致動(dòng)器管壁膨脹,這引起管尖的垂直收縮和大的橫向偏轉(zhuǎn)。 圓周電極可用于垂直或徑向伸展和收縮。

 

壓電管掃描儀廣泛用于掃描探針顯微鏡、光纖拉伸和光束掃描等應(yīng)用??筛鶕?jù)要求提供定制尺寸、規(guī)格。

型號(hào)

mm

外徑

mm

內(nèi)徑
mm

壁厚

mm

大驅(qū)動(dòng)電壓 V

掃描范圍μm

Z向位移μm

電容/分區(qū)nF

1005

10.00

5.0

3.68

0.66

±264

3.8

2.1

3

1206

12.7

6.35

5.08

0.635

±254

4.8

2.7

4

2005

20.00

5.0

3.68

0.66

±264

15

4.2

6

3507

35.00

7.0

5.68

0.66

±264

39

7.4

10

5009

50.8

9.5

8.18

0.66

±264

52

10

17

5509

55.0

9.0

7.8

0.60

±250

66

12

12

7312

73.66

12.62

10.84

0.89

±356

82

15

28

驅(qū)動(dòng)方式與位移計(jì)算

 

當(dāng)壓電陶瓷管的底端基部固定后,掃描的位移Δx和Δy的估算公式如下:

 

其中Δx與Δy分別為x軸和y軸的位移,d31為壓電形變常數(shù),L為陶瓷管的長度,D為陶瓷管的外徑,h為陶瓷管的壁厚,Vx與Vy是施加的電壓。

 

由于施加在所有四個(gè)外部電極或內(nèi)部電極上的電壓引起的垂直伸長位移,估算公式如下:

 

由于施加在所有四個(gè)外部電極或內(nèi)部電極上的電壓引起的直徑的膨脹位移,估算公式如下:

 

可通過給內(nèi)部和外部電極施加相反電壓,可以使垂直和徑向的擴(kuò)展范圍加倍。

 

在驅(qū)動(dòng)內(nèi)部電極配置中,X和Y電極以標(biāo)準(zhǔn)方式以相等和相反的電壓驅(qū)動(dòng)。 通過向內(nèi)部電極施加滿量程負(fù)電壓,獲得等于垂直掃描范圍的一半的收縮。該方法利用壓電材料的較高正電場(chǎng)強(qiáng)度,其通常是負(fù)電場(chǎng)強(qiáng)度的五倍。 必須注意不要對(duì)內(nèi)部電極施加正電壓,因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致去極化。

 

安裝

常見的安裝配置是帶有固定底座和自由端的懸臂式。 基底可以用兩部分環(huán)氧樹脂或高粘度氰基丙烯酸酯直接粘合到絕緣表面上。 壓電管也可以通過去除少量電極而粘合到導(dǎo)電表面,如下面“電極”中所述。

 

電極

壓電陶瓷管配有鎳薄膜電極。 內(nèi)部電極是連續(xù)的,外部電極是四分之一的。 通過用稀硝酸蝕刻可以去除電極面積。 可根據(jù)要求提供定制電極配置。

在需要高磁場(chǎng)的應(yīng)用中,鎳電極可以用銅或金代替。銅是一種經(jīng)濟(jì)的選擇,但Gold具有優(yōu)異的耐腐蝕性和導(dǎo)電性。

電流要求

計(jì)算功率帶寬

所需的電流是 I=C dV/dt,其中I是電流, C是有效電容,dV / dt是電壓變化率。 對(duì)于正弦波,所需的峰值電流等于IP =2πfVp-p ,其中Vp-p是峰峰值電壓。 對(duì)于三角波,所需的峰值電流等于: Ip=2CfVp−p

 

引線焊接

可使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂或標(biāo)準(zhǔn)焊料和松香助焊劑連接電線。 施加助焊劑后,建議與300鐵接觸一秒鐘。

 

真空兼容性

壓電管不含任何除氣材料,并且*兼容真空。

 

低溫兼容性

材料PZT-5H在低溫下工作良好。 作為指導(dǎo),靈敏度降低了四倍。 然而,在低溫下,施加的電壓可以增加到+/- 2kV / mm,這可以重新獲得或超過室溫下的偏轉(zhuǎn)范圍,但需要高電壓。

 

例如,施加電壓為+/- 250V,T6309壓電陶瓷管的預(yù)測(cè)偏轉(zhuǎn)范圍為+/- 10um。但是,通過將電壓增加到+/- 1kV,可以恢復(fù)+/-40μm的掃描范圍。

 

選項(xiàng)/ OEM定制

自定義尺寸和厚度

定制電極配置

定制布線/連接器

安裝平臺(tái)設(shè)計(jì)和制造

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