Wat is een piëzo -elektrische actuator?

De piëzo-elektrische actuator is een vorm van microcontrole elektromechanisch systeem.Het vertrouwt op het piëzo -elektrische effect met sommige kristallen, zodat wanneer een elektrisch veld op het kristal wordt toegepast, het mechanische stress in zijn structurele rooster creëert dat kan worden vertaald in beweging op een micrometer of nanometerschaal.Soorten actuatoren kunnen variëren van zware industriële systemen die worden aangedreven door pneumatische of hydraulische kracht tot kleine piëzo-elektrische actuatoren, die een zeer beperkte maar nauwkeurig gecontroleerd bewegingsbereik hebben.Een typische piëzo -elektrische actuator zal longitudinale beweging genereren wanneer elektrische kracht wordt uitgeoefend op de eenheid van een as of andere mechanische koppeling met een verplaatsingsbereik van ongeveer 4 tot 17 micron (0,0002 tot 0,0007 inch).Dit type actuatorsysteem wordt vaak opgenomen in een spanningsmeter, ook bekend als een extensometer, die wordt gebruikt om zeer fijne niveaus van contractie en expansie in materialen en oppervlakken te meten.

Er zijn drie algemene soorten piëzo -elektrische actuatorontwerpen of bewegingsschema's die het unieke bereik van piëzo -elektrische actuatoronderdelen bepalen die de mechanische beweging van het apparaat vormen.Dit zijn cilindrische, bimorph en unimorfe, of meerlagige actuatoren, en elk heeft ook een modusaanduiding die afhankelijk is van het type piëzo -elektrische coëfficiënt voor mechanische stress die wordt geïnduceerd.Een meerlagige 33-modus-actuator is ontworpen om beweging te genereren langs het pad van het aangebrachte elektrische veld, terwijl een cilindrische 31-modus-actuator beweging loodrecht op de elektrische kracht vertoont.Een 15-modus actuator maakt gebruik van afschuifspanning in het kristal voor diagonale kracht, maar ze zijn niet zo gebruikelijk als andere soorten piëzo-elektrische actuator, omdat afschuifbelasting een complexere kristalreactie is die moeilijk te controleren is en om systemen te produceren.

Het doel waarvoor een piëzo-elektrische actuator wordt gebruikt, is meestal gebaseerd op het feit dat het een mechanische respons kan hebben op elektrische kracht in een fractie-van-een-seconde tijdsbestek, evenals geen significante elektromagnetische interferentie genereren in zijn werking in zijn werking.Dit omvat gemeenschappelijk gebruik voor de componenten in instelbare lasers en verschillende adaptieve optica-sensoren, evenals regeling op microniveau van kleppen waarbij de stroomsnelheid van brandstof cruciaal is voor de gegenereerde hoeveelheid stuwkracht, zoals in brandstofinjectiesystemen en avionica-controles.De piëzo-elektrische actuator heeft ook veel toepassingen op het gebied van geneeskunde waar het is ingebouwd in micro-pompen voor procedures zoals dialyse en geautomatiseerde geneesmiddelendispensers of druppelsdispensers.Onderzoeksarena's zijn ook afhankelijk van de piëzo -elektrische actuator, zoals waar het een essentieel onderdeel is van de atoomkrachtmicroscoop (AFM) op het gebied van nanotechnologie.

Andere geavanceerde onderzoeksgebieden die gebruik maken van de piëzo -elektrische actuator omvatten precisiebewerking, astronomische controles voor telescopen, biotechnologisch onderzoek, evenals semiconductor engineering en geïntegreerde circuitproductie.Sommige van deze velden vereisen een piëzo -elektrische actuator die de beweging kan regelen, tot het niveau van 2 micron (0,0001 inch) in een periode van minder dan 0,001 seconden.De piëzo -elektrische actuator is ook een optimaal apparaat voor dergelijke toepassingen omdat het verschillende unieke kenmerken heeft, waaronder een zeer laag stroomverbruik, het genereert geen magnetische velden en kan bij cryogene temperaturen werken.Waarschijnlijk is het grootste nuttige kenmerk van het apparaat echter dat het een solid-state apparaat is dat geen versnellingen of lagers vereist, zodat het herhaaldelijk tot miljarden keren kan worden bediend zonder bewijs te tonen van degradatie van prestaties.