壓電納米定位臺閉環(huán)版本內部配有高分辨率及快速響應的應變傳感器(SGS),配備在驅動(dòng)機構的合適位置,它可向控制器反饋高帶寬、高精度的電壓信號。傳感器使用全橋配置以消除熱漂移,使得閉環(huán)線(xiàn)性度可達到0.1%F.S.。產(chǎn)品均可選閉環(huán)版本,配套閉環(huán)控制系統,壓電控制器通過(guò)PID算法進(jìn)行電壓調整對位移進(jìn)行實(shí)時(shí)修正,實(shí)現納米級定位精度,穩定性好,可靠性高。
壓電納米定位臺以壓電陶瓷作為驅動(dòng)源,采用無(wú)摩擦柔性鉸鏈導向機構,具有定位精度高、剛度大、響應速度快、分辨率高等特點(diǎn),現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、蠕變特性嚴重影響了其定位系統的精度和穩定性。
1.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(zhù)電壓變化范圍的改變而改變,驅動(dòng)電壓越小則位移差也會(huì )相應越小。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形變系數d(GS)。
2.蠕變特性
蠕變是指當施加在壓電陶瓷的電壓值不再變化時(shí),位移值不是穩定在一固定值上,而是隨著(zhù)時(shí)間緩慢變化,在一定時(shí)間之后才會(huì )達到穩定值。為降低或消除上述特性對壓電納米定位臺定位精度的影響,可選擇閉環(huán)系統控制進(jìn)行修正。
壓電納米定位臺的閉環(huán)修正:
閉環(huán)系統因為采用了傳感器對位置進(jìn)行檢測,通過(guò)控制器對檢測到的偏移量進(jìn)行電壓修正,因此閉環(huán)系統不存在遲滯、蠕變問(wèn)題。閉環(huán)傳感器根據定位精度需求不同主要采用電阻式、電感式、電容式幾種類(lèi)型。