Примечания:
чувствительность ПП-11, ПП-12, П-1, П-3 определяется по толщинным колебаниям;
чувствительность ПП-13, ПП-14, П-4, П-5 определяется по радиальным колебаниям.
чувствительность измеряется при напряжении U = 400В.
чувствительность ПП-4 не менее ± 1,2 мкм при напряжении U = ±300В.
Таблица Е2 – Габаритные и присоединительные размеры актюаторов ПП-
4,11,12,13,14
ПП-4
ПП-11
ПП-12
ПП-13
ПП-14
112
Таблица Е3 – Габаритные и присоединительные размеры актюаторов П-1,3,4,5
П-1
П-3
П-4
П-5
Таблица Е4 – Характеристики актюаторов АПП-10/10, АПП-10/15
Тип
Масс а гр., не более
Статичес кая
ёмкость, нФ, не более
Диапазон рабочих напряжени й,
В
Максима льное перемещ ение, мкм, не менее
Резонан сная частота, кГц, не менее
Блок. усилие
,
Н, не менее
Количе ство активн ых слоев
Габарит ы, мм
АПП-
10/10 ø 10 х 10 5,5 20
-200 ÷ 200
± 1,0 125 450 8
АПП-
10/15 ø 10 х 15 8,5 40
-200 ÷ 200
± 1,5 115 450 16
Габаритные и присоединительные размеры АПП-10/10, АПП-10/15
Таблица Е5 – Характеристики актюаторов АПП-60/26
Тип
Габариты, мм
Масса гр., не более
Статиче ская
ёмкость
, нФ, не более
Диапазон рабочих напряжен ий,
В
Максима льное перемещ ение, мкм, не менее
Резонансн ая частота, кГц, не менее
Блок. усилие
,
Н, не менее
Количес тво активны х слоев
АПП-
60/26 ø 60 х 26 550 1000 550 до -
500
± 2,0 5
20 20
Габаритные и присоединительные размеры АПП-60/26
ø 60 х 26 550 1000 500 ÷ -500
± 2,0 5 20
114
Приложение Ж
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЕ АКТЮАТОРЫ
ИЗГИБНОГО ТИПА
Актюаторы пластинчатые изгибного типа (биморфные), представляют собой двухслойный элемент, один из слоев которого удлиняется, а другой сжимается, в этом случае имеет место изгиб. Пьезобиморфы представляют класс электромеханических преобразователей, обеспечиващих преобразование электрического напряжения в механическое перемещение и наоборот. Величина изгибного перемещения таких актюаторов намного больше, чем планарного, поэтому по сравнению с пакетными актюаторами пьезолектрические изгибные (биморфные) элементы имеют больший ход при соответственно меньшем развиваемом усилии и меньшей резонансной частоте.
Области применения:
Сканирующие системы в лазерной технике;
Устройства микроперемещений игл в ткацком производстве и в аппаратах чтения шрифта для слепых по системе Брайля;
Медицинские датчики;
Вентиляторы для локального охлаждения узлов электронных схем;
Переключающие устройства сенсорные переключатели – устройства замыкания/ размыкания электрического контакта.
Таблица Ж1 – Габаритные размеры пьезобиморфа
Тип пьезобиморфа
Размеры, мм
Масса, г
Длина, L
Ширина, W
Толщина, T
ЭП-9-47-ПлБ-001 40 12 0,6 1,8
ЭП-9-47-ПлБ-002 55 2
0,75 6
ЭП-9-47-ПлБ-004 35 2,5 0,6 0,5
ЭП-9-47-ПлБ-004-01 35 2,5 0,6 0,5
ЭП-9-47-ПлБ-006 100 22 1
17
115
Таблица Ж2 – Основные параметры актюаторов с параллельным соединением пластин
Тип пьезобиморфа
Емкос ть*, нФ
Управляю щее напряжени е, В
Свободный прогиб, мм
Рабочая длина, мм
Блокирующе е усилие, N
ЭП-9-47-ПлБ-001 27-35
±80
±0,55 35 0,35
ЭП-9-47-ПлБ-002** 4,4-5,2
±200
±0,5 48 0,02
ЭП-9-47-ПлБ-004 03.апр
±150
±0,58 28,5 0,12
ЭП-9-47-ПлБ-004-01 03.апр
±150 28,5
ЭП-9-47-ПлБ-006 65-80
±80
±0,7 85 0,3 1. Емкость пьезобиморфов указана при измерении между внешними электродами.
2.
Параметры пьезобиморфа ЭП-9-47-ПлБ-002 соответствуют частичному включению.
Примечание:
1. В пьезобиморфах ЭП-9-47-ПлБ-004 и ЭП-9-47-ПлБ-004-01 прокладка отсутствует.
2. Пьезобиморфы ЭП-9-47-ПлБ-004-01 имеют луженые контактные площадки. Измерения свободного перемещения и блокирующего усилия при поставке на этом типе пьезобиморфов не проводятся.
При последовательном соединении пластин емкость актюаторов уменьшается в 4 раза, для
получения остальных параметров, указанных в таблице, управляющее напряжение необходимо увеличить в 2 раза.
Конструкция пьезобиморфа
116
Схема подключения пьезобиморфа
а) при
параллельномподключен
ии
пластинпьезобиморфа
б) при
последовательномсоединениип
ластинпьезобиморфа*
* Пьезобиморфы с последовательным соединением изготавливаются по отдельным заказам
117
Приложение З
Впервые в России разработан и осуществлен выпуск многослойных актюаторов с применением вместо дорогих электродных материалов (пла- тина - палладий) относительно дешевых (палладий - серебро).
Для реализации технологии изготовления многослойных (толщина слоя 25 мкм) актюаторов с электродами (палладий - серебро) ОАО "ЭЛПА" разработан специальный пьезокерамический материал ЦТС-46 с низкой температурой спекания.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Оптико-механические устройства с системой стабилизации;
Системы автоюстировки и настройки лазеров, оптических устройств, включая интерферометры;
Приводы для адаптивных оптических систем и оптических фа- зовых модуляторов;
Юстировка волоконно-оптических систем передачи и приема информации.
Таблица З1 – Характеристики многослойных пьезоактюаторов
Параметр
Ед.
Измере ния г, не более
Тип актюатора
АПМ-2-7 АПМ-2-11 АПМ-2-15 АПМ-2-22
АПМ-2-7-
М
АПМ-2-
11-М
АПМ-2-
15-М
АПМ-2-
22-М
Масса, г, не более
6,5 9,6 12,7 18,8
Кол-во элементов, N *
N *
7 11 15 22
L, мм
Мм
20 31 41 61
Максимальное перемещение при напряжении 100 В, Мкм
Мкм
14±15%
22±15%
30±15%
44±15
%
Статическая
ёмкость, мкФ мкФ 3,0±20% 6,0±20% 7,0±20%
10,0±
20%
Сопротивление изоляции,
МОм, не Менее
МОм, не
Менее
5 2
1,5 1
Тангенс угла диэлектрических потерь, отн. ед., не Более отн. ед., не
Более
0,04 0,04 0,04 0,04
Воздействие внешних факторов
Рабочий диапазон температур, ºС
°С от минус 30 до +85
118
Изменение Температуры среды, ºС
°С от минус 40 до +85
Синусоидальная
Вибрация
-
Диапазон частот: 1-200 Гц;
Амплитуда ускорения: 50(5) м/с
2
Механический одиночный удар
-
Длительность действия ударного ускорения: 5-10 мс; Амплитуда ускоре н ия:
50 (5) м/с
2
Срок службы
Годы
10
Наработка на отказ (в типовом режиме эксплуатации)
Циклы
1·10 9
* По желанию заказчика возможно изменение величины перемещения за счет количества элементов, входящих в состав актюаторов.
Габаритные и присоединительные размеры актюатора
а) Конструкторское исполнение АПМ-2-N
б) Конструкторское исполнение АПМ-2-N-M
119
Указания по эксплуатации Актюаторы рекомендуется жестко устанавливать на базовую поверх- ность при помощи клеевого соединения. При
установке следует избегать усилий растяжения, изгиба и скручивания. Центр оси перемещения должен совпадать с центром оси механической нагрузки.
При установке актюатора в конструктивное гнездо между его боко- выми поверхностями и конструктивными стенками, соприкасающимися с боковыми поверхностями актюатора, рекомендуется устанавливать про- кладку из фторопластовой ленты (типа фторопласт-3).
При пайке проводников к актюаторам рекомендуется:
пайку осуществлять при закороченном актюаторе;
время пайки не более 3 сек;
припой ПСрОС2-58 ГОСТ 19738;
флюс-активная канифоль;
место пайки покрыть клеем К-400.
При подключении актюаторов строго соблюдать полярность включе- ния. При подаче на положительный вывод минус 25В актюатор выходит из строя. Выводы актюатора рекомендуется шунтировать диодом, включен- ным во встречном направлении.
Резонансная частота актюаторов при креплении к жесткому основанию более 10 кГц.
Расчетное значение блокирующего усилия актюаторов ≥1200 Н. Пере- мещение торца актюатора при изменении напряжения характеризуется петлей гистерезиса, составляющей 20% от максимального значения вели- чины перемещения.
Актюаторы имеют низкое значение прочности на растяжение, которое может привести к его расслоению и выходу из строя. Актюаторы рекомен- дуется использовать в условиях предварительного поджатия силой не менее
350 Н.
Актюаторы в электрической схеме представляют ёмкостную нагрузку и имеют ток утечки не более 5 мкА и, следовательно, в квазистатическом режиме его тепловые потери незначительны.
При изменении напряжения от 0 до 100 В наблюдается практически линейная зависимость амплитуды перемещения актюаторов от напряжения.
Изменение перемещения во времени воспроизводит изменение напряжения с запаздыванием не более 100 мкс.
В процессе любой операции рекомендуется закорачивать актюаторы, так как любые механические нагрузки приводят к образованию на их элек- тродах заряда.
120
Приложение И АРМИРОВАННЫЕ АКТЮАТОРЫ ПРОДОЛЬНОГО ТИПА ППУ-1 … ППУ-8 Актюаторы армированные продольного типа представляют собой конструкцию из набора пьезопакетов, армированных шпилькой или корпусной пружиной с усилием 250± 30 кгс. Эта конструкция обеспечивает прецизионную точность позицирования. Важным свойством является возможность перемещения как при сжатии, так и растяжении актюатора.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ Высококачественные надежные пьезоактюаторы предназначены для микроперемещений, контроля вибраций, создания больших усилий, применяемые:
в
автоматике точной дозировки жидкостей и газов, натекателях; в прецизионных металлорежущих станках; в фото
- и рентгенолитографии для точного совмещения шаблонов;
в медицинской аппаратуре (например, для точной подачи инструмента при микрохирургических и глазных операциях); в ускорителях элементарных частиц для юстировки магнитных секций, задающих траектории частиц;
оптической и электронной микроскопии для микроперемещений предметного столика
(управление газоанализаторами
- дозиметрами); лазерной технике, системах адаптивной оптики;
системах впрыска топлива для двигателей внутреннего сгорания, дизелей
Таблица И2 –Условия эксплуатации
Интервал рабочих температур, °С
- 50 ÷ +60
Относительная влажность при 25 °С, % до 98
Атмосферное давление в диапазоне, мм рт.ст. от 90 до 450
121
Таблица И2– Характеистики армированных актюаторов ППУ-1−ППУ-8
Параметры
Марка пьезопривода
1-ППУ
2-ППУ
3-ППУ
4-ППУ
5-ППУ
6-ППУ
8*
-ППУ
Армирование
Ш
пил ько й
шп иль кой
Корпусом
(прорезной пружиной с усилием 250 ± 30 кгс)
Ш
пил ько й
Перемещение, мкм
± 24
± 30
± 24
± 30
± 24
± 30
± 40
Статическая емкость, мкф, не более
1,5 1,74 1,92 2,2 1,5 1,74 4,2
Рабочее напряжение, В ± 300 ± 300
± 300 ± 300 ± 300 ± 300 ± 300
Предельно допустимое напряжение, В
± 500 ± 500
± 500 ± 500 ± 500 ± 500 ± 500
Сопротивление изоляции, МОм, не менее
2 2
2 2
2 2
2
Габаритные размеры,
Мм
Ø
16 8,5
x23
Øx
26
Ø
19 8,5
x23
Øx
26
Ø
138x20
Ø
168x20
Ø
138x23
Ø
168x23
Ø
24 5,5
x30
Øx
34
Масса, г, не более
360 400 740 845 690 780 900
* ППУ-8 имеют секцию обратной связи.
122
Приложение К АКТЮАТОРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ АРМИРОВАННОГО ТИПА Конструкция цилиндрического актюатора состоит из одного или не- скольких пьезотрубок, армированных сборной стяжкой с усилием 5 кгс.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ:
в фото - и рентгенолитографии для точного совмещения шаблонов;
в медицинской аппаратуре (например, для точной подачи ин- струмента при микрохирургических и глазных операциях); в оптической и электронной микроскопии для микроперемещений предметного столика; в лазерной технике.
Актюаторы
обладают большим быстродействием, безэнерционно- стью, малой потребляемой мощностью.
Таблица К1 – Характеристики цилиндрических актюаторов ППУ-9-ППУ-
14
Параметр Марка пьезопривода ППУ-9 ППУ-10 ППУ-11 ППУ-12 ППУ-
13 ППУ-14
Перемещение, мкм
± 3 ± 4 ± 5 ± 7
± 9
± 12
Статическая емкость, нФ, не более 20 25 40 50 60 80
Рабочее электронапряжение, В
±
500
±
500
±
500 ± 500
± 500 ± 500
Предельно допустимое напряжение, В±
600
±
600
±
600 ± 600
± 600 ± 600
Сопротивление изоляции, МОм, не
50 50 50 50 50 50
Менее
Габаритные размеры, мм
ø15xø13х
55,2
ø15xø13х87,2 ø15xø13х119,2
Масса, г, не более
33 30 40 36 50 45
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ Интервал рабочих температур, °С
- 50 ÷ +50
Относительная влажность при 25 °С, % до 98
Атмосферное давление в диапазоне, мм рт.ст.
90 ÷ 450
123
Приложение Л
КОРРЕКТОР
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КП-1
Корректор пьезоэлектрический Микроперемещений обладает большим быстродействием, безинерционностью, малой потребляемой мощностью.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Пьезоэлектрический корректор применяется для обеспечения прецизионного перемещения с точностью до тысячных долей мкм:
в фото-, рентгено- и электронолитографии для точного совмещения шаблонов в оборудовании;
в медицинской техники для точной подачи инструмента;
в лазерной аппаратуре для управления мощностью излучения, расходимостью пучка;
в системах сканирования оптического луча в пространстве и других
прецизионных устройствах.
Таблица Л1 – Основные параметры
Параметр
Единица измерения Значение
Линейное изменение длины при положительном или отрицательном напряжении не более 230 В, не менее мкм
5
Статическая емкость, не более мкФ
0,05
Сопротивление изоляции, не менее
МОм
20
Допустимое рабочее электрическое напряжение, не более
В
+250
Рабочий диапазон частот
Гц
5…1000
Масса, не более
Г
150
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Интервал рабочихтемператур, °С
-60…+70
Диапазон частот, Гц
10…60
Ускорение, м/с
2
(g)
19,6 (2)
124
Приложение М
АКТЮАТОРЫ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЕ
АП ОАО "ВЗРД "Монолит", Серийные
Актюаторы пьезокерамические АП предназначены для создания на их основе механизмов, обеспечивающих линейные перемещения.
Актюаторы изготавливают в соответствии с ТУ BY 300050407.087-2008.
АП-Б − актюаторы пьезокерамические безвыводные незащищенные.
АП-В − актюаторы пьезокерамические неизолированные защищенные, с влагостойким покрытием, исполнение УХЛ.
АП-Т − актюаторы пьезокерамические неизолированные
защищенные, с влагостойким покрытием в термоусадочной трубке, исполнение УХЛ.
АП-К
− актюаторы пьезокерамические неизолированные защищенные, с влагостойким покрытием в металлическом корпусе, исполнение УХЛ.
L
125
Актюаторы АП-Б
Актюаторы АП-В Актюаторы АП-Т
Отрицательной полярности соответствует белый вывод, положительной цветной
Актюаторы АП-К 14/01 и 20/02 Актюаторы АП-К 20/03
Допускается по согласованию с потребителем поставка актюаторов без заливки компаундом.
126
Таблица М1 – Параметры и характеристики
Климатическая категория
-40/110/2 для АП-Б, АП-В и АП-Т
-45/110/2 для АП
Таблица М2 – Пример условного обозначения
127
Приложение Н
ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ
УСИЛИТЕЛИ ФИРМЫ
APEX Microtechnology
PA78, PA86 и PA69 – высоковольтные, быстродействующие прецизи- онные операционные усилители с уникальными характеристиками, которые впервые реализованы в операционных усилителях. Оригинальная конструк- ция входного каскада этих усилителей обеспечивает чрезвычайно высокую скорость нарастания входного напряжения в импульсных схемах, в то время, как значение тока потребления поддерживается на уровне менее 1 мА. Выходной каскад хорошо защищен схемой ограничения тока, порого- вое значение которого может задаваться пользователем. PA78, PA86 и PA69 найдут обширное применение в промышленных устройствах струйной пе- чати, медицинских приборах и в других промышленных применениях.
Применение:
• Управление пьезоэлектрическими преобразователями
• Магнитное отклонение
• Приводы деформируемых зеркал
• Пропорциональное управление клапанами
Полоса
Скорость пропускания
Напряжение Ток на нарастания по на выходе выходе напряжения мощности
Модель
В мА
В/мкс кГц
PA69
+/-100 50 200 200
PA86
+/-100 100 350 300
PA78
+/-175 150 350 200
128
Приложение О ДРАЙВЕР УПРАВЛЕНИЯ ПЬЕЗОДВИГАТЕЛЕМ ФИРМЫ Linear Technology LT3572 –
новая микросхема драйвер пьезодвигателей от компании Linear Technology Сдвоенный мостовой драйвер пьезодвигателя идеально подходит как для стабилизации изображений по двум координатам, так и для управления моторами автофокуса и зума в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах.
Микросхема LT3572, представленная компанией Linear Technology яв- ляется высоко интегрированным сдвоенным мостовым драйвером пьезо- двигателя, способным управлять двумя пьезодвигателями при напряжении до 40В. Каждый драйвер пьезодвигателя, также, как и каждый повышающий преобразователь микросхемы может быть включен или выключен незави- симо от других.
Такого сорта топология делает микросхему LT3572 идеальной как для стабилизации изображений по двум координатам, так и для управления мо- торами автофокуса и зума в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах. До- пустимое напряжение питание в диапазоне от 2,7 до 10В позволяет исполь- зовать данную микросхему в цифровых камерах, питающихся как одного, так и от двух Li-ion аккумуляторов.
Микросхема LT3572s оснащена 900-миллиамперным повышающим преобразователем, который может отдавать ток до 50 мА при выходном напряжении 30 В при питании от одного Li-ion аккумулятора. Его частота преобразования, с целью уменьшения внешних помех, может быть запро- граммирована в диапазоне от 500 кГц до 2,25 МГц. Представленная в кор- пусе QFN размером 4х4 мм, микросхема позволяет получать очень компакт- ные, в
плане занимаемой площади, решения.
Контрольный вывод указывает момент, когда выход повышающего преобразователя переходит в состояние готовности, разрешая драйверу начинать управление пьезодвигателем. Другие особенности микросхемы включают в себя мягкий старт и возможность внешней синхронизации.
Скачать 3.72 Mb.