PiezoDrive SCL系列堆叠执行器150V闭环堆叠致动器

堆叠致动器不应承受显著的拉伸载荷、不均匀分布的载荷、离轴载荷、弯矩或扭矩。为了减少安装误差，可以使用陶瓷或不锈钢球端来连接堆致动器和负载。还建议使用弯曲机构。 适用于低温操作的粘合剂包括氰基丙烯酸酯，例如强力胶，以及通用的双组分环氧树脂，例如Loctite 3430。在需要散热或高温运行的应用中，推荐使用Loctite 9466。 推荐的最大拉伸负荷为阻断力的10%。在需要双向力或高速运动的应用中，建议使用大于最大拉伸载荷的预载力。这保证了致动器总是处于压缩状态。建议的最大预载为阻挡力的50%。

应变仪

应变仪是一个350欧姆的全桥装置，由两个90度的玫瑰花结构成。与压电膨胀方向一致的应变元件标为+ε，90度元件标为–νε。采用这种惯例是因为正应变+ε由于泊松比(ν).

感应差分电压VS对于两个不同的元素，全桥是[1, 2]VS=12VeGFε(1+ν)在哪里Ve是激励电压(例如5V)，GF是规格系数(例如2)，ε是菌株，和ν是泊松比(PZT5H为0.34)。对于0.1%的满量程应变，预期电桥电压为6.7 mV。 这PDu150CL放大器模块在0.1 Hz至100 Hz范围内的折合到输入端噪声为3 uVrms。因此，应变测量噪声的预测标准偏差为σ=3μV6.7平均变化=0.045满量程的%也就是6σ-分辨率[1]对于100Hz带宽，为满量程的0.26%。例如，SCL050509和的闭环分辨率PDu150CL放大器模块约为25纳米(峰峰值)，带宽为100赫兹。

推荐的驱动程序

这PDu150CL驱动模块(版本5或以上)提供开环或闭环操作所需的所有功能。连接图如下所示。

连接后，校准模块，使致动器的全量程延伸产生+10V传感器输出。然后，模块可以切换到闭环模式，此时0V至10V的输入会使执行器的全量程范围为零。 当致动器和PDu150CL驱动器一起订购，可以要求工厂校准。默认情况下，应变仪经过校准，因此0V至+150V的致动器电压会产生0V至+10V的传感器信号。在闭环中，全冲程由+10V输入信号产生，然而，闭环中的最大建议输入为9V。这为控制器留出了一些“顶部空间”,以补偿因温度降低或致动器老化而减少的致动器行程。致动器在未安装状态下进行校准，因此安装后应检查校准情况，并在必要时进行调整。

球端

SCL堆栈执行机构可以配置球端，以改善负载分布，减少维修过程中的弯曲。通过在订单代码上添加下列后缀之一，可以指定一个或两个球端:-TBE(顶部球端)，-BBE(底部球端)，或-2BE(两个球端)。例如SCL050509-2BE。

致动器横截面	半球直径	附加长度
5 x 5毫米	5毫米	每个球端2.5毫米
7 x 7毫米	7毫米	每个球端3.5毫米

安装杯可用于5毫米和7毫米半球。

指令码	西装半球	外径	附加长度
SCUP5	5毫米	5毫米	每杯0.56毫米
SCUP7	7毫米	7毫米	每杯0.78毫米

刚性弹簧

当堆栈致动器驱动一个刚性弹簧时，范围会减小一个系数kpkp+kL在哪里kp是致动器刚度和kL是负载刚度。 也可以通过限制端板来减小行程，例如通过将致动器结合到刚性基座上。这种效应在长度小于宽度两倍的致动器中最为显著。

电容

执行器电容是在室温下测得的小信号电容。由于滞后现象，有效电容随着施加的电压而增加。满量程工作时，有效电容约为小信号电容的1.5倍。电容也随着温度而增加。温度升高约50摄氏度将使有效电容加倍。

热量

操作过程中的温度上升是由于金属层中的电阻加热、机械摩擦和滞后引起的能量损失。产生的热量通过表面对流和端板传导而消散。 由于热传导，当工作频率持续超过大约500 Hz时，建议使用平端板。具有更大横截面积的致动器提供更好的热传导；然而，这些也需要更高的驱动电流。 SCL系列执行器可以在高达70摄氏度的温度下工作。可根据要求提供温度范围更高的型号。 操作期间的实际温升取决于许多因素，包括连接结构的热阻、致动器上的气流以及驱动信号的幅度和波形。作为温度升高的标志，下表列出了当由150 Vp-p正弦驱动时，SCL致动器温度升高25度的近似频率 挥手。

致动器横截面	上升10摄氏度	上升25摄氏度
5 x 5毫米	600赫兹	1.5千赫
7 x 7毫米	500赫兹	3千赫

上述数字假设工作频率低于致动器和连接结构的第一共振频率。在共振频率附近可以产生明显更多的热量。

尺寸

总堆叠尺寸基于规格中列出的陶瓷的宽度和长度。总宽度尺寸，包括导线和应变仪，比陶瓷宽2.3毫米。