圧電アクチュエーターとは何ですか？

piezoElectric Actuatorは、マイクロコントロール電気機械システムの一形態です。それはいくつかの結晶で圧電効果に依存しているため、電界が結晶に適用されると、マイクロメーターまたはナノメートルスケールでの動きに変換できる構造格子に機械的応力が生じます。アクチュエーターの種類は、空気圧または油圧力を搭載した重産業システムから、非常に限られているが正確に制御されている動きの範囲を持つ小さな圧電アクチュエーターにまで及びます。典型的な圧電アクチュエーターは、約4〜17マイクロン（0.0002〜0.0007インチ）の変位範囲を持つシャフトの単位またはその他の機械的リンクに電気力が適用されると、縦方向の動きを生成します。このタイプのアクチュエータシステムは、多くの場合、伸縮計としても知られるひずみゲージに組み込まれており、材料や表面の非常に細かいレベルの収縮と拡大を測定するために使用されます。

デバイスの機械的移動を構成する圧電アクチュエータパーツのユニークな範囲を決定する3つの一般的なタイプの圧電アクチュエータの設計または動きスキームがあります。これらは円筒形、双子、単象徴、または多層アクチュエーターであり、それぞれに誘導される機械的応力のための圧電係数のタイプに依存するモード指定もあります。多層33モードアクチュエータは、適用された電界の経路に沿って動きを生成するように設計されていますが、円筒形の31モードアクチュエータは電力に垂直な動きを示します。15モードのアクチュエーターは、斜めの力のために結晶のせん断ひずみを利用しますが、せん断ひずみは制御が困難でシステムを製造するのが難しいより複雑な結晶反応であるため、他のタイプの圧電アクチュエーターほど一般的ではありません。piezoElectric Actuatorが使用される目的は、通常、分数の時間枠で電気力に機械的な反応を持つことができるという事実に基づいており、その動作に有意な電磁干渉を生成しない。これには、調整可能なレーザーのコンポーネントとさまざまな適応光学センサーのコンポーネントの一般的な使用、および燃料噴射システムやアビオニクス制御など、生成されるスラストの量にとって燃料の流量が重要なバルブのマイクロレベル制御が含まれます。圧電アクチュエーターは、透析や自動化された薬剤ディスペンサーや液滴ディスペンサーなどの手順のためにマイクロポンプに組み込まれている医学分野でも多くの用途を持っています。研究アリーナは、ナノテクノロジーの分野における原子力顕微鏡（AFM）の重要な要素であるなど、圧電アクチュエーターにも依存しています。piezoelecelectricアクチュエータを利用するその他の高度な研究分野には、精密機械加工、望遠鏡の天文学的コントロール、バイオテクノロジー研究、半導体工学および統合回路製造が含まれます。これらのフィールドの一部は、0.001秒未満の期間で動き範囲を2ミクロン（0.0001インチ）のレベルまで制御できる圧電アクチュエーターを必要とします。圧電アクチュエーターは、非常に低い消費電力を含むいくつかのユニークな特性を持ち、磁場が生成されず、極低温で動作できるため、このようなアプリケーションに最適なデバイスです。ただし、おそらくこのデバイスの最大の便利な機能は、ギアやベアリングを必要としない固体デバイスであるため、パフォーマンスの劣化の証拠を示さずに数十億回まで繰り返し動作できることです。