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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！

更新時間： 2023-04-06

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(yīng)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(shè)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。

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(jìn)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(jìn)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(yīng)。

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

3）重復(fù)定位精度曲線

在不同的百分比行程下，重復(fù)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(guān)系。經(jīng)實測，P12.XYZ100C壓電納米定位臺的重復(fù)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(fù)定位精度可優(yōu)于0.014%F.S.。

應(yīng)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(shù)等。

技術(shù)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(fù)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(jìn)行測得。

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(jìn)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(jìn)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(jìn)行軟件控制。

面板介紹

技術(shù)參數(shù)

E00.D11AL壓電控制器的基本技術(shù)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(shè)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(hù)
尺寸	長536×高175×深375mm
重量	約12kg
供電電壓	AC220V，50Hz

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