Mi az a piezoelektromos működtető?

A piezoelektromos működtető a mikro-kontroll elektro-mechanikai rendszer egyik formája.Néhány kristálynál a piezoelektromos hatásra támaszkodik, hogy amikor egy elektromos mezőt alkalmaznak a kristályra, mechanikai feszültséget okoz a szerkezeti rácsában, amelyet mikrométer vagy nanométer skálán mozgásba lehet fordítani.A hajtóművek típusai a nehéz ipari rendszerektől kezdve, amelyeket pneumatikus vagy hidraulikus erő táplálnak, a kis piezoelektromos működtetőkig, amelyek nagyon korlátozott, de pontosan ellenőrzött mozgási tartományt mutatnak.Egy tipikus piezoelektromos működtető hosszanti mozgást generál, amikor elektromos erőt alkalmaznak egy tengely vagy más mechanikus kapcsolatok egységére, körülbelül 4–17 mikron (0,0002–0,0007 hüvelyk) elmozdulási tartományban.Az ilyen típusú működtető rendszert gyakran beépítik egy feszültségmérőbe, amelyet extensométernek is neveznek, amelyet az anyagok és a felületek nagyon finom összehúzódásának és tágulásának mérésére használnak.

Három általános típusú piezoelektromos működtető -terv vagy mozgási séma létezik, amelyek meghatározzák a piezoelektromos működtető alkatrészek egyedi tartományát, amelyek alkotják az eszköz mechanikus mozgását.Ezek hengeres, bimorph és unimorph vagy többrétegű működtetők, és mindegyiknek van egy olyan üzemmód -jelölése is, amely a piezoelektromos koefficiens típusától függ, amely a kiváltott mechanikai stresszhez.A többrétegű 33 módú működtetőt úgy tervezték, hogy mozgást generáljon az alkalmazott elektromos mező útján, míg a hengeres 31-módú működtető mozgást mutat az elektromos erőre merőleges mozgással.Egy 15 módú működtető a kristály nyírófeszültségét használja át az átlós erőre, ám ezek nem olyan gyakoriak, mint más típusú piezoelektromos működtető, mivel a nyírófeszültség összetettebb kristályreakció, amelyet nehezen ellenőrizni és a rendszerek gyártásához.

A piezoelektromos működtetőt használó célt általában azon a tényen alapul, hogy az IS mechanikus reakciót mutathat az elektromos erőre egy másodperces időkeretben, és nem generál jelentős elektromágneses interferenciát a működés során-Ez magában foglalja a hangolható lézerek és a különféle adaptív optikai érzékelők alkatrészeinek általános felhasználását, valamint a szelepek mikro-szintű vezérlését, ahol az üzemanyag áramlási sebessége kritikus jelentőségű a generált tolóerő mennyiségében, például az üzemanyag-befecskendező rendszerekben és az avionikai vezérlőkben.A piezoelektromos szelepmozgatónak számos felhasználása is van az orvostudomány területén, ahol beépítik a mikro-szivattyúkba olyan eljárásokhoz, mint a dialízis és az automatizált gyógyszer-adagolók vagy cseppek adagolók.A kutatási arénák a piezoelektromos működtetőtől is függnek, például ahol az atomerőmikroszkóp (AFM) alapvető alkotóeleme a nanotechnológia területén.

A piezoelektromos működtetőt használó egyéb fejlett kutatási területek közé tartozik a precíziós megmunkálás, a teleszkópok csillagászatának ellenőrzése, a biotechnológiai kutatás, valamint a félvezető tervezés és az integrált áramköri gyártás.Ezen mezők némelyike olyan piezoelektromos működtetőt igényel, amely a mozgástartományt 2 mikron (0,0001 hüvelyk) szintre képes szabályozni, kevesebb, mint 0,001 másodperc alatt.A piezoelektromos hajtómű optimális eszköz az ilyen alkalmazásokhoz is, mivel számos egyedi tulajdonsággal rendelkezik, beleértve a nagyon alacsony energiafogyasztást, nem generál mágneses mezőt, és kriogén hőmérsékleten működhet.Az eszköz valószínűleg a legnagyobb hasznos tulajdonsága azonban az, hogy egy szilárdtestű eszköz, amely nem igényel fogaskerekeket vagy csapágyakat, így többször is milliárdszor is működtethető anélkül, hogy a teljesítmény lebomlására bizonyítékot mutatna.