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精密定位技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于精密制造、掃描顯微、半導(dǎo)體等領(lǐng)域，并在定位精度、分辨率、響應(yīng)速度等方面提出了更高的要求。

壓電納米定位臺(tái)以壓電陶瓷作為驅(qū)動(dòng)源，采用無(wú)摩擦柔性鉸鏈導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，具有定位精度高、剛度大、響應(yīng)速度快、分辨率高等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為精密定位技術(shù)的核心器件。但由于壓電陶瓷本身的遲滯、蠕變特性嚴(yán)重影響了其定位系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。

遲滯特性

壓電陶瓷升壓曲線(xiàn)和降壓曲線(xiàn)之間存在位移差。在同一個(gè)電壓值下，上升曲線(xiàn)和下降曲線(xiàn)上的位移值有明顯的位移差，且這個(gè)位移差會(huì)隨著電壓變化范圍的改變而改變，驅(qū)動(dòng)電壓越小則位移差也會(huì)相應(yīng)越小。我們將局部遲滯曲線(xiàn)的切換點(diǎn)之間的斜率定義為壓電大信號(hào)形變系數(shù)d_(GS):

蠕變特性

蠕變是指當(dāng)施加在壓電陶瓷的電壓值不再變化時(shí)，位移值不是穩(wěn)定在一固定值上，而是隨著時(shí)間緩慢變化，在一定時(shí)間之后才會(huì)達(dá)到穩(wěn)定值。

為了降低或消除上述特性對(duì)壓電納米定位臺(tái)定位精度的影響，可選擇閉環(huán)系統(tǒng)控制進(jìn)行修正。

閉環(huán)修正

閉環(huán)系統(tǒng)因?yàn)椴捎昧藗鞲衅鲗?duì)位置進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)控制器對(duì)檢測(cè)到的偏移量進(jìn)行電壓修正，因此閉環(huán)系統(tǒng)不存在遲滯、蠕變問(wèn)題。

芯明天的閉環(huán)傳感器根據(jù)定位精度需求不同主要采用電阻式、電感式、電容式三種類(lèi)型。

以芯明天P66系列壓電納米定位臺(tái)為例:

P66 系列壓電納米定位臺(tái)閉環(huán)版本內(nèi)部配有高分辨率及快速響應(yīng)的應(yīng)變傳感器（SGS），配備在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的合適位置，它可向控制器反饋高帶寬、高精度的電壓信號(hào)。傳感器使用全橋配置以消除熱漂移，使得閉環(huán)線(xiàn)性度可達(dá)到0.1%F.S.。

P66.X30S閉環(huán)線(xiàn)性度曲線(xiàn)

芯明天壓電產(chǎn)品均可選閉環(huán)版本，配套芯明天閉環(huán)控制系統(tǒng)，壓電控制器通過(guò)PID算法進(jìn)行電壓調(diào)整對(duì)位移進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)定位精度，穩(wěn)定性好，可靠性高。

芯明天科技，專(zhuān)業(yè)提供壓電納米運(yùn)動(dòng)與控制系統(tǒng)解決方案！