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XYZ三維運動、電容閉環(huán)、無磁壓電納米定位臺與控制器!

來源:哈爾濱芯明天科技有限公司   2023年04月06日 09:21  
介紹一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。


01

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(jié)構(gòu)的集成、放置。


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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。


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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。
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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)。

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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(qū)動控制電壓與其產(chǎn)生的位移成線性關系。在130V的驅(qū)動電壓下,位移可達90μm。

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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(jié)構(gòu)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.。
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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


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P12.XYZ100C壓電納米定位臺是采用E00.D11AL壓電控制器進行驅(qū)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

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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(qū)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(zhuǎn)換器
16Bit
A/D轉(zhuǎn)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


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