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压电陶瓷管扫描器

 

压电陶瓷管扫描器是径向极化压电材料的薄圆管体,具有四个外部电极和连续的内部电极。 当电压施加到外部电极之一时,相应区域的致动器管壁膨胀,这引起管尖的垂直收缩和大的横向偏转。 圆周电极可用于垂直或径向伸展和收缩。

 

压电管扫描仪广泛用于扫描探针显微镜、光纤拉伸和光束扫描等应用。可根据要求提供定制尺寸、规格。

型号

mm

外径

mm

内径
mm

壁厚

mm

最大驱动电压 V

扫描范围μm

Z向位移μm

电容/分区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

驱动方式与位移计算

 

当压电陶瓷管的底端基部固定后,尖端扫描的位移Δx和Δy的估算公式如下:

 

其中Δx与Δy分别为x轴和y轴的位移,d31为压电形变常数,L为陶瓷管的长度,D为陶瓷管的外径,h为陶瓷管的壁厚,Vx与Vy是施加的电压。

 

由于施加在所有四个外部电极或内部电极上的电压引起的垂直伸长位移,估算公式如下:

 

由于施加在所有四个外部电极或内部电极上的电压引起的直径的膨胀位移,估算公式如下:

 

可通过给内部和外部电极施加相反电压,可以使垂直和径向的扩展范围加倍。

 

在驱动内部电极配置中,X和Y电极以标准方式以相等和相反的电压驱动。 通过向内部电极施加满量程负电压,获得等于垂直扫描范围的一半的收缩。该方法利用压电材料的较高正电场强度,其通常是负电场强度的五倍。 必须注意不要对内部电极施加正电压,因为这会导致去极化。

 

安装

最常见的安装配置是带有固定底座和自由端的悬臂式。 基底可以用两部分环氧树脂或高粘度氰基丙烯酸酯直接粘合到绝缘表面上。 压电管也可以通过去除少量电极而粘合到导电表面,如下面“电极”中所述。

 

电极

压电陶瓷管配有镍薄膜电极。 内部电极是连续的,外部电极是四分之一的。 通过用稀硝酸蚀刻可以去除电极面积。 可根据要求提供定制电极配置。

在需要高磁场的应用中,镍电极可以用铜或金代替。铜是一种经济的选择,但Gold具有优异的耐腐蚀性和导电性。

电流要求

计算功率带宽

所需的电流是 I=C dV/dt,其中I是电流, C是有效电容,dV / dt是电压变化率。 对于正弦波,所需的峰值电流等于IP =2πfVp-p ,其中Vp-p是峰峰值电压。 对于三角波,所需的峰值电流等于: Ip=2CfVp−p

 

引线焊接

可使用导电环氧树脂或标准焊料和松香助焊剂连接电线。 施加助焊剂后,建议与300铁接触一秒钟。

 

真空兼容性

压电管不含任何除气材料,并且完全兼容真空。

 

低温兼容性

材料PZT-5H在低温下工作良好。 作为指导,灵敏度降低了四倍。 然而,在低温下,施加的电压可以增加到+/- 2kV / mm,这可以重新获得或超过室温下的偏转范围,但需要高电压。

 

例如,施加电压为+/- 250V,T6309压电陶瓷管的预测偏转范围为+/- 10um。但是,通过将电压增加到+/- 1kV,可以恢复+/-40μm的扫描范围。

 

选项/ OEM定制

自定义尺寸和厚度

定制电极配置

定制布线/连接器

安装平台设计和制造

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