壓電陶瓷管掃描器
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) | 長(zhǎng) mm | 外徑 mm | 內(nèi)徑 | 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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(shù)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(guò)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(guò)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(shù)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(guò)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(guò)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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