在激光通信、光束穩定、目標跟蹤、激光掃描等領(lǐng)域，通常需要其中的光機電系統具有響應速度快、分辨率高等特點(diǎn)，而壓電偏擺臺作為光機電系統中一類(lèi)重要部件，其具備的響應速度快、定位分辨率高、出力大、無(wú)機械摩擦、抗干擾等特點(diǎn)，在高精度定位系統中得到廣泛的應用。

壓電偏擺臺的輸出運動(dòng)一方面是利用其內部使用的高性能壓電陶瓷，另一方面是利用柔性鉸鏈機構的機械運動(dòng)形變。芯明天壓電陶瓷具有優(yōu)異性能及超長(cháng)使用壽命，多種尺寸及位移集成到高精度定位系統中可滿(mǎn)足不同應用的需求。柔性鉸鏈機構結構緊湊且無(wú)摩擦，適合與壓電陶瓷組成分辨率高，頻響高的超高精度壓電偏擺系統。

以芯明天P51系列壓電偏擺/升降臺為例，來(lái)進(jìn)行結構分析及性能測試：

 P51系列壓電偏擺/升降臺 

芯明天P51系列是帶有中心通孔的θxθy偏擺及Z向升降的壓電偏擺臺，偏擺行程達±1.1mrad，直線(xiàn)運動(dòng)行程可達100μm。是專(zhuān)門(mén)為對準、納米聚焦、計量等應用設計的，臺體非常薄，厚度僅為20mm，非常易于集成到高精度顯微鏡中?？蛇x擇內置高精度傳感器進(jìn)行全閉環(huán)位置反饋，確保其具有的運動(dòng)控制精度，直線(xiàn)運動(dòng)分辨率可達到亞納米級、偏轉分辨率達亞微弧度、定位穩定時(shí)間為毫秒量級。

 仿真分析 

通過(guò)有限元FEA 優(yōu)化的鉸鏈用于導向機構偏轉臺。有限元分析技術(shù)用于設計運動(dòng)方向上的剛度，并減少角度偏差。鉸鏈頻率負載曲線(xiàn)部分允許*精度的運動(dòng)，因為鉸鏈機構無(wú)間隙、無(wú)摩擦。

 頻率負載曲線(xiàn) 

 閉環(huán)曲線(xiàn) 

P51帶載250g負載偏轉角度與輸入控制曲線(xiàn)。

 帶載階躍時(shí)間 

P51壓電偏擺臺配套芯明天E01.D3壓電控制器，加載240g負載達滿(mǎn)行程的階躍時(shí)間約50ms，加載500g負載達滿(mǎn)行程的階躍時(shí)間約100ms。

帶載240g階躍時(shí)間

帶載500g階躍時(shí)間

 推薦控制器 

 振動(dòng)測試

芯明天壓電偏擺臺以5~5.5Hz頻率、15m/s²振動(dòng)加速度進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗。