PiezoDrive压电管扫描仪

压电管扫描仪是径向极化压电材料的薄圆柱体，具有四个外部电极和一个连续的内部电极。当电压施加到一个外部电极时，管的自由端将向施加的电压弯曲。通过向所有外部电极施加相等的电压，或者向内部电极施加电压，可以实现垂直延伸。压电管扫描仪广泛用于扫描探针显微镜，如XYZ纳米定位器，以及其他应用，如微操作和光束扫描。这些电子管可自行订购，也可选配用于连接TD250-INV放大器的接线和连接器，并带有便于组装的安装面。可根据要求定制尺寸和/或电极配置。

Specifications

Order Code	Length (1)	Diameter (2)	Thickness (3)	Electrode Clearance (4)	Max. Voltage (5)	Scan Range (6)	Extension Range (7)	Resonance Frequency (8)	Quadrant Capacitance (9)
TB1005-N	10.0 mm	5.0 mm	0.66 mm	0.7 mm	± 264 V	3.8 um	2.1 um	25 kHz	3 nF
TB1006-N	10.0 mm	6.0 mm	0.65 mm	0.7 mm	± 260 V	3.2 um	2.1 um	31 kHz	TBC
TB2006-N	20.0 mm	6.0 mm	0.65 mm	0.7 mm	± 260 V	13 um	4.2 um	7.7 kHz	TBC
TB3006-N	30.0 mm	6.0 mm	0.65 mm	0.7 mm	± 260 V	29 um	6.3 um	3.4 kHz	TBC
TB3507-N	35.0 mm	7.0 mm	0.66 mm	0.7 mm	± 264 V	39 um	7.4 um	3.0 kHz	10 nF
TB4006-N	40.0 mm	6.0 mm	0.65 mm	0.7 mm	± 260 V	51 um	7.4 um	1.9 kHz	TBC
TB5006-N	50.0 mm	6.0 mm	0.65 mm	0.7 mm	± 260 V	80 um	11 um	1.2 kHz	TBC
TB5509-N	55.0 mm	9.0 mm	0.6 mm	0.7 mm	± 250 V	64 um	12 um	1.6 kHz	17 nF
TB6006-N	60.0 mm	6.0 mm	0.65 mm	0.7 mm	± 260 V	114 um	13 um	850 Hz	12 nF
TB10006-N	100.0 mm	6.0 mm	0.65 mm	0.7 mm	± 260 V	318 um	21 um	310 Hz	TBC

操作原理

Lateral deflection and vertical contraction of a four-quadrant piezoelectric tube

固定的压电管和由施加的电压产生的示例偏转形状。

用TD250放大器驱动压电管

这TD250是一款超低噪声、六通道250V放大器，针对驱动压电管扫描仪进行了优化。尽管许多配置都是可行的，但下面所示的驱动内部电极配置提供了最大的X、Y和Z行程范围[1]。这种配置也被称为“全长”配置[1]。该方法的性能与参考文献[1]中的其他配置进行了比较。在驱动内部电极配置中，X和Y电极以标准方式用大小相等方向相反的电压驱动，如下所示。通过向内部电极施加负电压，可以获得等于垂直扫描范围一半的收缩。也就是说，垂直挠度为ΔL=Vz×−d31Lh.在哪里Vz是施加到内部电极的严格负电压。这种方法利用了压电材料较高的正电场强度，通常是负电场强度的五倍。必须小心不要对内部电极施加正电压，因为这会导致去极化。例如，当使用同相通道时，输入被强制为负，如下所示。或者，可以使用反相通道，并强制输入为正。

Driving piezoelectric tubes with the TD250-INV

由驱动的压电管的接线图TD250-INV放大器。X轴偏转由In1信号(+/-10V)控制，这导致在+X电极产生非反相的+/-250V信号，在-X电极产生反相的+/-250V信号。施加于In1的+10V信号导致向+X电极的最大偏转，而-10V信号导致向-X电极的最大偏转(如图所示)。Y轴驱动方案与X轴相同。垂直Z轴偏转由In5 (0V至-10V)控制，这会在内部电极上产生高达-250V的负电压，并且收缩等于垂直行程范围的一半。当同时驱动所有三个轴时，只能利用垂直行程范围的一半。

Piezoelectric Tube Scanners for Nanopositioning - nanopositioning

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