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集成電容式位置傳感器的壓電陶瓷納米定位系統可實現卓越的運動性、長期的高穩定性

將電容式精密位移傳感器合理地安裝在納米級精密定位系統中,電容傳感器可直接測量運動部件相對于基體的實際位置(直接計量)。傳動系統、執行機構,杠桿臂,或導向系統的誤差均不影響測量,從而發生在傳動系統中的任何漂移或滯后會自動消除,由于外部誤差可通過傳感器及時檢測并反饋,因此集成電容式位置傳感器的壓電陶瓷納米定位系統可實現卓越的運動性、長期的高穩定性和剛性、快速響應的位置伺服回路。電容位置傳感器可集成在納米定位系統中或附著于外部。

 

內置電容式精密位移傳感器,實現亞納米分辨率

壓電納米定位臺內置電容式精密位移傳感器進行全閉環的位置反饋,電容式傳感器以亞納米分辨率進行測量,且無接觸。它們可確保優異的運動線性、長期穩定性和千赫茲范圍的帶寬,確保納米定位臺具有極佳的運動控制精度,定位精度、分辨率和穩定性可以達到納米量級,定位穩定時間僅為毫秒量級。

 

無摩擦零間隙的柔性鉸鏈導向系統帶來高精度的運動導向

壓電納米位移臺內部使用無摩擦及空回的柔性鉸鏈導向結構,采用有限元仿真分析優化柔性鉸鏈結構,柔性導向系統具有超高的導向精度,柔性鉸鏈導向具有高剛性、高負載、無摩擦、無磨損、無需潤滑、免維護等特點。它們的剛性可實現高負載能力,且它們對沖擊和振動不敏感。真空兼容,可在很廣的溫度范圍內工作。

 

直接位置測量帶來超高的運動控制精度

位移變化可直接在納米運動平臺上測量,完全不受驅動或導向元件的影響。這樣可以實現最佳的重復定位精度、優異的穩定性和剛性、快速響應控制。

 

采用壓電陶瓷驅動的一維壓電納米定位平臺

壓電平移臺基于壓電陶瓷復合放大式結構,內部采用高精度的無摩擦柔性鉸鏈導向與實現大行程的杠桿放大結構設計相結合,采用有限元仿真分析優化柔性鉸鏈結構,復合式的柔性導向系統具有超高的導向精度、有效消除側向運動分量,具有高剛性、大推力、大承載、高動態、無摩擦、無磨損、免維護、小體積等特點,結構緊湊、易于集成,可組合成二維XY向臺和三維XYZ向臺。

  

內置高性能壓電陶瓷促動器帶來超長使用壽命

壓電陶瓷促動器由環氧脂質涂層包裹,具有優異的防潮特性,避免漏電流增大造成故障。壓電陶瓷促動器比傳統式壓電促動器的使用壽命更長,性能更穩定,可實現無故障運行1000億個循環。

 

采用無磁材質設計制造,不受磁場的影響

壓電納米位移臺為無磁材質,使用過程中不產生磁場同時也不受磁場的影響。

 

可提供適用于復雜真空應用版本

壓電陶瓷納米定位系統中使用的所有部件均非常適合于在真空環境中使用。操作無需潤滑劑或潤滑脂。壓電陶瓷納米定位系統可實現極低的排氣率。

 

納米級電容位移傳感器可達到的精度分辨率是納米級范圍

                            

研生PIEZOXYZ研發生產的納米級電容位移傳感器通過測量使用均勻電場的傳感器探頭和移動目標表面之間的電容的變化,絕對值通過經調整、校準的系統確定,最小距離偏差通過無接觸在長距離基礎上測量,可達到的精度分辨率是納米級范圍,可有效測量最短的距離,高分辨率位移測量中的納米定位應用。通過雙極板電容傳感器測量移動物體最大精度的直接距離和實際位置。無接觸測量高分辨力傳感器具有較高的傳感器帶寬,可滿足動態應用中的閉環控制。

                                                                                     

◆ 可提供更小外形尺寸版本;

◆ 可提供XY軸版本;

◆ 可提供帶通光孔版本;

◆ 無摩擦柔性鉸鏈導向可實現極高的運動精度;

◆ 高性能壓電陶瓷促動器帶來超長使用壽命;

◆ 內置電容式精密位移傳感器進行全閉環位置反饋,開/閉環可供選擇。

● 干涉測量

● 顯微鏡

● 納米定位

● 生物技術

● 測試應用

● 半導體技術

● 光子

● 光纖定位

                                                                                                    


                                                 

型號

P180C

P181C

P182C

P184C

P188C

P189C

單位

公差

主動軸

X

X

X

X

X

X

-

-

運動和定位

 

 

 

 

 

 

 

 

傳感器類型

電容式

電容式

電容式

電容式

電容式

電容式

-

-

開環行程[-20V~+150V]

60

120

250

500

1000

1800

μm

±20%

閉環行程[0V~+120V]

50

100

200

400

800

1500

μm

±20%

開環分辨率

0.3

0.6

1.3

2.5

5

9

nm

typ.

閉環分辨率[16bit DAC]

0.8

1.6

3.1

6.2

13

23

nm

typ.

閉環線性度

0.05

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

%F.S.

typ.

重復定位精度

±2

±2

±2

±5

±10

±15

nm

typ.

機械特性

 

 

 

 

 

 

 

 

運動方向剛度

0.4

0.35

0.2

0.1

0.1

0.1

N/μm

±20%

空載諧振頻率

1150

800

400

210

120

120

Hz

±20%

運動方向推/拉力

10/10

10/10

10/10

10/10

10/10

10/10

N

Max.

承載能力

10

10

10

10

10

10

N

Max.

其他

 

 

 

 

 

 

 

 

工作溫度

-20~80

-20~80

-20~80

-20~80

-20~80

-20~80

-

材質

鋁,鋼

鋁,鋼

鋁,鋼

鋁,鋼

鋁,鋼

鋁,鋼

-

-

外形尺寸

40x40x15

40x40x15

50x50x15

60x60x15

80x80x17

100x100x22.5

mm

-

重量

0.15

0.15

0.2

0.25

0.4

0.8

Kg

±5%

線纜長度

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

m

±10mm

連接器類型

LEMO│SMB

LEMO│SMB

LEMO│SMB

LEMO│SMB

LEMO│SMB

LEMO│SMB

-

-

注:最大驅動電壓為-20V...+150V;對于高可靠的長期使用,建議驅動電壓為0V...+120V。

? 基于無摩擦高精度柔性鉸鏈運動導向的壓電陶瓷納米定位系統,系統分辨率僅受放大器噪聲和測量技術的限制。開環分辨率為受系統放大器噪聲限制所能達到的典型值。極低的系統定位噪聲可獲得滿行程十萬分之一以上的閉環分辨率。

配套控制器

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