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XYZ三維運動、電容閉環、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。


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電容式傳感器閉環

P12.XYZ100C壓電納米定位臺采用電容式傳感器進行閉環控制，內部具有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生額外影響，可保證非常好的精度及長期的穩定性，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，保證產品本身不會為所應用的系統環境帶來額外的磁場，非常適用于要求無磁環境的應用。
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產品實測曲線

1）階躍上升曲線
經過實測，P12.XYZ100C壓電納米定位臺的階躍上升時間約為100ms以內。

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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。在閉環情況下，驅動控制電壓與其產生的位移成線性關系。在130V的驅動電壓下，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，可保持優于0.027%，在10%的行程下，重復定位精度可優于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

P12.XYZ100C壓電納米定位臺的基本參數如下。
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壓電控制器進行驅動控制。
E00.D11AL壓電控制器是一臺三通道輸出、電容閉環的壓電控制器，它可通過模擬信號或數字信號進行控制。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

E00.D11AL壓電控制器的基本技術參數如下，它是針對電容式閉環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壓電納米定位臺兼容。
型號
E00.D11AL
通道數
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


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