แอคชูเอเตอร์ piezoelectric คืออะไร?

actuator piezoelectric เป็นรูปแบบของระบบกลไกการควบคุมด้วยไฟฟ้าขนาดเล็กมันขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ piezoelectric กับผลึกบางอย่างเช่นเมื่อมีการใช้สนามไฟฟ้ากับผลึกมันจะสร้างความเครียดเชิงกลในโครงตาข่ายโครงสร้างซึ่งสามารถแปลเป็นการเคลื่อนไหวที่ไมโครมิเตอร์หรือนาโนเมตรประเภทของแอคทูเอเตอร์สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ระบบอุตสาหกรรมหนักที่ขับเคลื่อนโดยแรงลมหรือแรงไฮดรอลิกลงไปจนถึงแอคทูเอเตอร์ขนาดเล็ก piezoelectric ซึ่งมีการเคลื่อนไหวที่ จำกัด แต่มีการควบคุมอย่างแม่นยำแอคชูเอเตอร์ piezoelectric ทั่วไปจะสร้างการเคลื่อนไหวตามยาวเมื่อใช้แรงไฟฟ้ากับหน่วยของเพลาหรือการเชื่อมโยงเชิงกลอื่น ๆ ที่มีช่วงการเคลื่อนที่ประมาณ 4 ถึง 17 ไมครอน (0.0002 ถึง 0.0007 นิ้ว)ระบบแอคทูเอเตอร์ประเภทนี้มักจะรวมอยู่ในมาตรวัดความเครียดหรือที่รู้จักกันในชื่อ extensometer ซึ่งใช้ในการวัดระดับการหดตัวและการขยายตัวในวัสดุและพื้นผิว

มีการออกแบบแอคทูเอเตอร์แบบ piezoelectric สามประเภททั่วไปหรือแผนการเคลื่อนไหวที่กำหนดช่วงที่เป็นเอกลักษณ์ของชิ้นส่วนแอคทูเอเตอร์แบบ piezoelectric ที่ประกอบขึ้นเป็นกลไกการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์เหล่านี้เป็นรูปทรงกระบอก, bimorph และ unimorph หรือ actuators หลายชั้นและแต่ละคนยังมีการกำหนดโหมดที่ขึ้นอยู่กับประเภทของค่าสัมประสิทธิ์ piezoelectric สำหรับความเครียดเชิงกลที่เกิดขึ้นแอคทูเอเตอร์แบบหลายโหมดหลายโหมดได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวตามเส้นทางของสนามไฟฟ้าที่ใช้ในขณะที่แอคทูเอเตอร์ 31 โหมดทรงกระบอกแสดงการเคลื่อนไหวตั้งฉากกับแรงไฟฟ้าแอคทูเอเตอร์ 15 โหมดใช้ความเครียดแรงเฉือนในคริสตัลสำหรับแรงในแนวทแยง แต่พวกเขาไม่ได้เป็นเรื่องธรรมดาเหมือนกับแอคชูเอเตอร์ piezoelectric ชนิดอื่น ๆ เนื่องจากความเครียดแรงเฉือนเป็นปฏิกิริยาผลึกที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งยากต่อการควบคุม

วัตถุประสงค์ที่ใช้แอคทูเอเตอร์แบบ piezoelectric มักจะขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าสามารถตอบสนองเชิงกลต่อแรงไฟฟ้าในกรอบเวลาส่วนที่สองและไม่ได้สร้างสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่สำคัญในการทำงานของมัน.ซึ่งรวมถึงการใช้งานทั่วไปสำหรับส่วนประกอบในเลเซอร์ที่ปรับได้และเซ็นเซอร์ออพติกแบบปรับได้ต่างๆรวมถึงการควบคุมระดับไมโครวาล์วที่อัตราการไหลของเชื้อเพลิงมีความสำคัญต่อปริมาณของแรงขับที่เกิดขึ้นเช่นในระบบฉีดเชื้อเพลิงและการควบคุม avionicsแอคทูเอเตอร์แบบ piezoelectric ยังมีประโยชน์มากมายในสาขาการแพทย์ที่มันถูกสร้างขึ้นใน micro-pums สำหรับขั้นตอนเช่นการล้างไตและเครื่องจ่ายยาอัตโนมัติหรือเครื่องจ่ายหยดการวิจัยยังขึ้นอยู่กับแอคทูเอเตอร์ piezoelectric เช่นที่ซึ่งมันเป็นองค์ประกอบสำคัญของกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) ในสาขานาโนเทคโนโลยี

สาขาการวิจัยขั้นสูงอื่น ๆ ที่ใช้แอคชูเอเตอร์ piezoelectric รวมถึงการตัดเฉือนที่แม่นยำการควบคุมดาราศาสตร์สำหรับกล้องโทรทรรศน์การวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพรวมถึงวิศวกรรมเซมิคอนดักเตอร์และการผลิตวงจรแบบบูรณาการฟิลด์เหล่านี้บางแห่งต้องการแอคชูเอเตอร์แบบ piezoelectric ที่สามารถควบคุมช่วงการเคลื่อนไหวลงไปจนถึงระดับ 2 ไมครอน (0.0001 นิ้ว) ในช่วงเวลาน้อยกว่า 0.001 วินาทีแอคทูเอเตอร์แบบ piezoelectric เป็นอุปกรณ์ที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานเช่นกันเนื่องจากมีลักษณะเฉพาะหลายประการรวมถึงการใช้พลังงานต่ำมากมันไม่ได้สร้างสนามแม่เหล็กและสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิแช่แข็งอย่างไรก็ตามคุณลักษณะที่มีประโยชน์มากที่สุดของอุปกรณ์คือมันเป็นอุปกรณ์โซลิดสเตตที่ไม่ต้องใช้เกียร์หรือตลับลูกปืนเพื่อให้สามารถใช้งานได้ซ้ำหลายพันล้านครั้งโดยไม่แสดงหลักฐานการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพ