本次介紹一款XYZ三維運動、電容傳感器閉環(huán)的壓電納米定位臺及相應控制器,該電容運動臺的型號為P12.XYZ100C,控制器型號為E00.D11AL。
P12.XYZ100C壓電納米定位臺
P12.XYZ100C壓電納米定位臺的三維運動是采用串聯(lián)形式,在設計過程中,將體積盡可能的縮小,它的體積僅80×80×45mm^3。中心具有φ40mm圓形通孔,適用于光的透射或結構的集成、放置。
電容式傳感器閉環(huán)
P12.XYZ100C壓電納米定位臺采用電容式傳感器進行閉環(huán)控制,內(nèi)部具有3個電容傳感器,分別對X、Y、Z三軸進行位移的實時測量及反饋。電容式傳感器是一種非接觸式測量,電容測頭與被測面間的距離變化,即壓電納米定位臺產(chǎn)生運動,改變與電容測頭間的距離,引起電容傳感器輸出的電壓值發(fā)生變化,電壓值與納米定位臺的位移相對應。非接觸式測量使得傳感器與運動面間無接觸,不會對位移臺的運動產(chǎn)生額外影響,可保證非常好的精度及長期的穩(wěn)定性,且響應速度非常快。
無磁
P12.XYZ100C壓電納米定位臺的另一個重要的特性是無磁,它采用無磁材料、無磁加工工藝,保證產(chǎn)品本身不會為所應用的系統(tǒng)環(huán)境帶來額外的磁場,非常適用于要求無磁環(huán)境的應用。
產(chǎn)品實測曲線
1)階躍上升曲線
經(jīng)過實測,P12.XYZ100C壓電納米定位臺的階躍上升時間約為100ms以內(nèi)。
2)位移電壓曲線
P12.XYZ100C壓電納米定位臺的電壓與位移曲線如下圖所示。在閉環(huán)情況下,驅動控制電壓與其產(chǎn)生的位移成線性關系。在130V的驅動電壓下,位移可達90μm。
3)重復定位精度曲線
在不同的百分比行程下,重復定位精度會有區(qū)別,這與使用的壓電陶瓷的特性、柔性鉸鏈結構等都有關系。經(jīng)實測,P12.XYZ100C壓電納米定位臺的重復定位精度在整個位移范圍內(nèi),可保持優(yōu)于0.027%,在10%的行程下,重復定位精度可優(yōu)于0.014%F.S.。
應用
P12.XYZ100C壓電納米定位臺的高分辨率、高精度以及無磁材料的選用,使其非常適用于超分辨率顯微鏡、篩選、共聚焦顯微鏡、生物技術等。
技術參數(shù)
P12.XYZ100C壓電納米定位臺的基本參數(shù)如下。
型號 | P12.XYZ100C |
運動自由度 | X、Y、Z |
傳感器類型 | CAP電容式 |
行程范圍(0~120V) | 90μm/軸 |
分辨率 | 7nm |
重復定位精度 | 優(yōu)于0.027%F.S. |
俯仰/偏航/滾動 | ≦35μrad |
帶載階躍時間 | 100ms |
空載諧振頻率 | X:170Hz,Y:245Hz,Z:170Hz |
帶載500g諧振頻率 | X:69Hz,Y:93Hz,Z:85Hz |
靜電容量 | 3.6μF |
承載能力 | 500g |
注:以上參數(shù)是采用E00.D11AL壓電控制器進行測得。
02
E00.D11AL壓電控制器
P12.XYZ100C壓電納米定位臺是采用E00.D11AL壓電控制器進行驅動控制。E00.D11AL壓電控制器是一臺三通道輸出、電容閉環(huán)的壓電控制器,它可通過模擬信號或數(shù)字信號進行控制。它具有液晶鍵盤控制模塊,也可通過RS-232、RS-422、USB等接口與上位機通信,進行軟件控制。
面板介紹
技術參數(shù)
E00.D11AL壓電控制器的基本技術參數(shù)如下,它是針對電容式閉環(huán)的壓電納米定位臺而設計,不僅可驅動P12.XYZ100C壓電納米定位臺,還可與其他電容閉環(huán)壓電納米定位臺兼容。
型號 | E00.D11AL |
通道數(shù) | 3 |
模塊輸入范圍 | 0~10V(可選0~5V等) |
輸出電壓范圍 | -20~150V(可選120V等) |
峰值電流 | 1A |
平均電流 | 291mA |
放大器帶寬 | 10kHz |
紋波 | 10mVpp(加載2.2μF) |
PZT連接器 | ERA.00.250.CTL |
控制輸入連接器 | BNC |
傳感 | |
傳感器類型 | CAP |
伺服特性 | 模擬P-I+陷波濾波 |
傳感輸入接口 | G10S0C-FT1LJG0-000L |
傳感輸出連接器 | ERA.0S.303.CLL |
傳感器輸出電壓 | 0~10V |
主控 | |
通信接口 | RS-232/422、USB |
D/A轉換器 | 16Bit |
A/D轉換器 | 16Bit |
其他 | |
工作溫度范圍 | 10~50°C |
電流限制 | 短路保護 |
尺寸 | 長536×高175×深375mm |
重量 | 約12kg |
供電電壓 | AC220V,50Hz |
審核編輯黃宇
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