主動軸

又稱運動自由度，即納米臺或促動器運動方向。

研生科技可提供：

一維至6維運動納米臺，主動軸包括：直線X、Y、Z與旋轉θX、θY、θZ各種自由組合形式。

坐標系 (Coordinate System)

六軸位移臺運動平臺的位置指標、運動方向和旋轉中心由該坐標系確定。坐標系始終為右手坐標系。
為了能夠使運動軌跡完全適應應用的要求，可定義與工件或工具位置等相關的各種坐標系。

應變片傳感器(SGS) (Strain Gauge Sensor (SGS))

應變片傳感器包括封裝在箔片(SGS)或半導體箔片(PRS)上的細金屬線，其附著于壓電陶瓷促動器或柔性鉸鏈定位器的導向系統（控制桿、柔性鉸鏈）。由于運動平臺的位置取決于控制桿、導向或壓電陶瓷堆疊的測量，因此這種類型的位置測量是通過接觸和間接方式完成的。應變片傳感器從其膨脹和由此產生的電阻變化中獲得位置信息。每軸帶有多個應變片傳感器的全橋電路提高了熱穩定性。

傳感器分辨率 (Sensor Resolution)

所采用測量系統可檢測到的最小可計算增量。旋轉編碼器：每個螺絲旋轉的計數。線性編碼器：傳感器系統能檢測到的最小增量。傳感器可為位置分辨率的決定性因素，因此可能需要單獨指定傳感器分辨率。

請參見 >>設計分辨率。

傳感器線性化 (Sensor Linearization)

對于電容傳感器，信號調節電子元件表現出特別低的噪聲級。集成線性化系統(ILS)補償電容器極板之間的平行度誤差的影響。

軌跡控制 (Trajectory Control)

避免偏離指定軌跡的預防措施；可以是被動的（例如，柔性鉸鏈導向）或主動的（例如，使用額外的主動軸和傳感器）。

電容傳感器 (Capacitive Sensor)

電容傳感器允許非接觸式測量，不會將過多能量引入壓電驅動系統并采用扁平化設計。其直接位置測量消除了漂移對從10微米到約2毫米行程范圍的影響。設計包括兩個導電表面：高頻交流電在兩個表面之間產生均勻電場。涵蓋定位平臺、傳感器技術和電子器件的總體系統在性能和精度方面均有所提升。半導體行業的客戶也青睞于這種小型和多功能設計以及系統中無熱量積聚。

請參見 >> 傳感器線性化。

最大行程

納米臺或促動器在驅動電壓-20V~+150V開環狀態下可達到的最長位移量。

 標稱行程

納米臺或促動器在驅動電壓0V~+120V閉環狀態下可達到的最長位移量。

壓電控制器可提供驅動電壓范圍為-20V~+150V，長期使用建議在0V~+120V下使用，可更大限度延長納米臺或促動器使用壽命。

分辨率 (Resolution)

位置分辨率涉及測量裝置仍能檢測到位移的微小變化。由于不受靜態或滑動摩擦的影響，基于壓電的定位系統和壓電陶瓷促動器的分辨率基本無限制。相反地，相當于指定了電控噪聲。值為典型結果（均方根，1σ）。

基于無摩擦、高精度柔性鉸鏈運動導向的壓電陶瓷納米定位系統，系統分辨率僅受放大器噪聲和測量技術的限制。

設計分辨率 (Design Resolution)

可進行理論最小運動。設計分辨率不得與最小位移混淆。在間接位置測量方法中，絲杠螺距、傳動比、電機或傳感器/編碼器分辨率的值均包含在分辨率計算中；通常它大大低于機械部件的最小位移。在直接測量方法中，傳感器系統的分辨率是被指定的。

最小位移 (Minimum Incremental Motion)

可重復執行的最小移動稱為最小位移或典型分辨率，并通過測量決定。數據表顯示了典型的測量值。大多數情況下，最小位移與設計分辨率明顯不同，設計分辨率的數值可能相當小。

另請參見 >>設計分辨率。

線性誤差 (Linearity Error)

從指令位置測得的位置的運動方向偏差（定位精度）。使用外部可追蹤設備進行測量。該值以整個測量范圍的百分數形式提供。
線性誤差測量：位置的目標值和測量的實際值進行比對，從第一個數據點到最后一個數據點畫一條直線，并確定最大絕對偏差。0.1%的線性誤差對應于理想直線周圍±0.1%的區域。示例：100微米測量范圍內0.1%的線性誤差可產生的最大誤差為0.1微米。

 線性化 (Linearization)

數字壓電控制器通過線性化算法與高階多項式提供合適的定位精度。因此，電容式傳感器的線性誤差可降至0.01％以下。

請參見 >>動態數字線性化、 >>傳感器線性化。

 線性放大器/驅動器 (Linear Amplifier / Driver)

大多數壓電驅動器使用線性放大器來產生輸出電壓。在開環（電壓控制）壓電模式下，由可選地與直流偏移相結合的模擬輸入信號控制放大器輸出電壓。

  非線性 (Nonlinearity)

請參見 >>線性誤差。

重復精度 (Repeatability)

閉環操作模式下的典型值（均方根，1 σ）。重復精度表示為總行程或斜角平方的百分比。對于較小的行進距離，重復精度可能明顯更高。

剛度 (Stiffness)

彈簧常數，非線性壓電材料。定位器的靜態大信號剛度是針對數據表中室溫下的定位方向指定的。例如，由于壓電材料的活動特性或復合效應引起的影響，小信號剛度與動態剛度可能有所不同。

諧振頻率 (Resonant Frequency)

空載：沿定位方向的首要諧振頻率。
帶負載：加載系統的諧振頻率。
諧振頻率不指定最大工作頻率。建議開環的工作頻率最大為諧振頻率的三分之一。定制系統的頻率可能與此不同。請聯系研生了解更多詳細信息。

推/拉力（沿定位方向） (Push/Pull Force Capacity (in Positioning Direction))

指定可沿主動軸施加到壓電系統的最大力。受壓電材料和柔性鉸鏈的限制。如果施加較大的力，壓電陶瓷促動器、柔性鉸鏈或傳感器可能會損壞。在動態應用中必須考慮限制力的大小。
示例：在500Hz、20μm峰間值、1Kg移動質量下，由正弦運行產生的動力約為±100N。

負載能力 (Load Capacity)

水平安裝平臺時的最大垂直負載能力。

開環操作 (Open-Loop Operation)

使用不帶位置傳感器的促動器或電機。開環操作特別適用于響應時間短、分辨率非常高且要求最大帶寬的應用。這種情況下，以絕對值的形式控制或讀取目標位置要么不重要，要么由外部位置傳感器執行。
壓電陶瓷促動器的位移大致對應于驅動電壓；仍然無法借助于開環控制補償蠕變、非線性和滯后。
對于直線電機和音圈驅動器等電磁直接驅動器來說，無法進行開環操作。

 閉環操作 (Closed-Loop Operation)

集成的位置允許納米臺可以閉環模式運行。測量到達的指定和實際位置并相互比較?？刂萍夹g用于到達合適的目標位置，從而實現較高的位置分辨率、均勻的進給速度以及更大的動態速度和加速度范圍。

壓電陶瓷促動器和系統的閉環操作 (Closed-Loop Operation of Piezo Actuators and Systems)

壓電伺服控制器具有用于位置感測和伺服控制的附加電路，可補償非線性、滯后和蠕變。壓電陶瓷的位移由模擬信號控制。根據壓電陶瓷機械部件和傳感器類型，可實現亞納米級的定位準確性和重復精度。高分辨率位置傳感器提供優異的位置穩定性和納米級的快速響應。集成式陷波濾波器（可針對每個軸進行調整）可提高穩定性，且可實現更接近機械部件共振頻率的高帶寬操作。
用于促動器的壓電驅動器的輸出電壓范圍高達-20至+150伏，可為伺服控制器提供足夠的裕度，以補償負載變化等。

空回 (Backlash)

驅動方向為反向時出現的位置誤差?？栈赜蓜恿鲃酉到y部件之間的機械游隙引起，例如減速齒輪或軸承，或由導向系統中的摩擦引起?？栈剡€取決于溫度、加速度、負載、絲杠位置、方向、磨損等。通過預加載動力傳動系統可以減少空回。一種可以直接確定平臺位置并消除動力傳動系統中的任何誤差（直接測量）的測量方法。

帶寬 (Bandwidth)

壓電驅動器的最大工作頻率；測量值是以千赫茲為單位的頻率，可將振幅降低-3分貝。與最大輸出電壓相關的大信號值。輸出電壓為10 Vpp時的小信號值。值顯示在放大器操作圖中。

蠕變 (Creep)

壓電陶瓷促動器的位移隨時間而發生的意外變化。

漂移 (Drift)

請參見 >> 蠕變。

串擾 (Crosstalk)

與垂直于運動方向的軸上的理想運動存在偏差。 
角度誤差為xrx = θX = 側傾角，xry = θY = 傾斜角，xrz = θZ = 偏轉角。 
軸向跳動的線性誤差偏差，例如xty = 直線度，xtz = 平面度。

請參見 >> 線性誤差。

平面度 (Flatness)

請參見 >>串擾。

直線度 (Straightness)

請參見 >>串擾。

偏轉角 (Yaw)

請參見 >>串擾。

旋轉角 (Roll)

請參見 >>串擾­。

轉動串擾 (Rotational Crosstalk)

請參見 >>串擾。

滯后 (Hysteresis)

壓電陶瓷促動器中的滯后基于晶體極化和分子效應并且在反轉驅動方向時發生。

保持力 (Holding Force)

即使在斷電狀態下，力對運動平臺的作用也不會引發運動。

電容 (Electrical Capacitance)

技術數據表中列出的壓電電容值均為小信號值（在1伏、1000赫茲、20攝氏度和空載的情況下測得的值）。室溫下的大信號值要比小信號值高出1.3至1.6倍。壓電電容隨振幅、溫度和負載的變化而變化，在室溫下可高達空載、小信號電容的200％。有關電源要求的詳細信息，請參見為壓電驅動器和控制器提供的放大器頻率響應曲線。

電容基本負載（內部) (Capacitive Base Load (Internal))

對于開關式放大器。即使在沒有連接電容負載（壓電陶瓷促動器）的情況下，也能穩定輸出電壓。一個壓電陶瓷控制器/驅動器的可能輸出功率取決于內部和外部電容負載。

偏心度 (Eccentricity)

偏差為轉臺的理論旋轉軸與實際旋轉軸之間的差值。

偏擺鏡 (Tip/Tilt Mirrors)

例如，偏擺鏡、快速傾斜鏡和偏擺臺用于有源光學元件以及激光加工和激光束偏轉中的激光束偏轉。這些特殊的壓電平臺主要提供兩條具有公共旋轉中心的正交偏擺軸。在具有共同的固定旋轉中心且偏振方向無變化的的情況下，其并聯運動設計使得兩根偏擺軸上的性能保持一致。帶寬、諧振頻率和加速度通常高于采用音圈或振鏡掃描儀的型號。由于在設計中采用了柔性鉸鏈導向，傾斜鏡可免受磨損。

柔性鉸鏈導向 (Flexure Guides)

固體的運動基于固體的彈性變形，從而避免了靜態、滾動或滑動摩擦。諸如柔性鉸鏈或導向系統的固體元件的特征在于其高剛度和高負載能力，并且幾乎對沖擊或振動不敏感。它們無磨損，免維護，真空兼容，可在很大的溫度范圍內工作并且無需潤滑。

輸入電壓范圍 (Input Voltage Range)

用于壓電控制器和驅動器。推薦范圍為0至8伏。正常的增益值15可產生0至120伏的輸出電壓。大多數控制器允許-2至10V的輸入電壓。

波形發生器 (Wave Generator)

每根軸都可以由輸出波形的波形發生器控制。波形發生器特別適用于其中軸以自由定義的自定義運動軌跡工作的動態應用。

工作區 (Workspace)

六足位移臺可從當前位置通過平移和旋轉所到達的全部空間被稱為“工作區”。

最大側向力 (Lateral Force, Max.)

垂直于定位方向的最大側向力。對于壓電系統來說，側向力受壓電陶瓷促動器和柔性鉸鏈設計的限制。對于XY位移平臺而言，相應正交模塊的推/拉力容量（在其定位方向上）限制了可以接受的側向力。

上升時間 (Rise Time)

控制器/放大器的時間常數：將最大電壓范圍從10%增加至90%所需的時間。

紋波，噪聲，0至100千赫茲 (Ripple, Noise, 0 to 100 kHz)

具有獨特頻率的以mVpp 表示的電壓殘余紋波。整個頻率范圍內的噪聲。

噪聲 (Noise)

對于電容傳感器。在擴展測量范圍內，噪聲比在常規測量范圍內高很多。

串聯運動 (Serial Kinematics)

多軸運動系統的堆疊或嵌套裝置。每個促動器均驅動其各自的平臺。促動器和運動軸是彼此唯一指定的。因此，可以比較輕松地組裝和控制多根軸相。動態特性取決于各個軸。與 >>并聯運動相比，任何導向誤差累積和整體導向精度都較差，請參見此處。

串聯計量 (Serial Metrology)

位置傳感器被分配給每個伺服控制的運動軸。不希望的串擾或導向誤差未被注意且未經修正。

請參見 >>并聯計量。

規格 (Specifications)

在發貨之前請檢查性能規格。并非所有規格都可以組合。性能規格適用于室溫（22 ±3攝氏度），并且在該溫度下校準閉環操作中的系統（根據要求針對不同工作溫度的規格）。在相當低或高的溫度下運行時，可能需要重設操作參數?？筛鶕蠖ㄖ瞥蜏鼗虺邷卦O計。

預載壓電陶瓷促動器 (Preloaded Piezo Actuator)

壓電堆疊促動器由內部預載保護。預載確保在任何應用場景下都能安全運行，是動態應用和拉伸載荷的理想選擇。預載壓電陶瓷促動器旨在集成到客戶的系統中，并且無導向。如果無法接受單個軸上的運動串擾，則需要外部導向。

并聯運動壓電平臺 (Parallel-Kinematic Piezo Stages)

壓電平臺通過采用電容傳感器的并聯運動裝置達到理想的軌跡精度，從而實現并聯測量。在多軸并聯運動系統中，所有促動器均直接作用于一個運動平臺。這意味著所有軸均移動相同的最小質量，并且可以為其設計相同的動態特性。并聯運動系統比串聯堆疊系統具有更多的優點，包括更緊湊的結構以及各軸無累積誤差。配備直接計量的多軸納米定位系統能夠針對一個共同參照在所有自由度上測量平臺位置。在此類系統中，能夠立即檢測到一個促動器在另一（串擾）方向上的非期望運動，并由伺服回路主動補償。即使在動態操作中，這一主動軌跡控制概念也能夠將軌跡偏差保持在幾納米以下。

并聯計量 (Parallel Metrology)

每個傳感器在相應自由度上測量同一運動平臺的位置。這樣可以保持伺服回路內所有軸的串擾，并允許自動對其進行校正。

PZT

Lead Zirconate Titanate（鋯鈦酸鉛）的縮寫。PZT為具有優異壓電性能的多晶陶瓷材料。也經常用于指壓電陶瓷促動器或壓電轉換器。

HVPZT

高壓壓電陶瓷促動器的首字母縮寫。

PZT多層壓電陶瓷促動器 (PZT Multilayer Piezo Actuators)

PZT促動器利用間接壓電效應，并在相對較低的電壓下實現較大的力。它們只需要少量的安裝空間。同時，PZT促動器動力十足，可以達到前所未有的精度。這就是它們在計量技術中用作微泵應用的原因。由于采用陶瓷絕緣材料，PZT促動器具有高可靠性和耐氣候性。研生還為PZT促動器配備了適合客戶應用程序的獨立連接器。

PZT 促動器

壓電促動器將行程長達2毫米的導向運動行程。高精度、無摩擦的柔性鉸鏈導向可實現非常高的剛度以及非常低的橫向位移。壓電陶瓷促動器容易操作，結構十分緊湊。所用壓電陶瓷促動器的數量和尺寸將確定剛度和力的生成。正因這些特點以及其小尺寸和經濟劃算的設計，壓電促動器尤其適用于OEM應用。

PZT Power

PZT壓電陶瓷促動器專為高占空比應用而設計。PZT促動器還針對高溫工作條件進行了額外優化。
所有使用的材料均經過特殊匹配，以確保魯棒性和使用壽命。PZT驅動器的耐久性試驗已證明了一致的性能，即使在數十億(1,000,000,000)次循環后依然如此。高位移和低電容的組合提供了出色的動態行為，同時降低了驅動功率要求。

電流限制 (Current Limitation)

短路保護。

峰值電流 (Peak Current)

僅可用于短時間段，在壓電放大器/控制器的情況下通常小于幾毫秒。用于估計特定電容負載的可能動態。注意：在這種情況下，壓電控制器/驅動器不一定線性工作。

功耗 (Power Consumption)

滿載時的最大功耗。

電荷控制的壓電放大器 (Charge-Controlled Piezo Amplifier)

放大器的功能原理基于電荷控制。施加的電壓控制傳遞至壓電陶瓷促動器的電荷量。其結果是壓電陶瓷促動器在高動態操作中具有高度可重復的線性位移，而無需額外的位置測量。與壓控放大器一起工作時，壓電陶瓷促動器顯示的典型遲滯僅為2％左右。 
建議監測壓電陶瓷溫度，以保護壓電陶瓷促動器免受過高溫度的損壞，特別是在高動態應用中。 

放大器分類 (Amplifier Classification)

放大器分類：電荷控制、開關、線性。

放大器分辨率 (Amplifier Resolution)

僅對于數字控制放大器：最小的數字輸出值(LSB)以毫伏為單位進行測量。

工作限制 (Operating Limits)

在20攝氏度環境溫度下測量的值。將正弦信號用作開環操作的控制信號。放大器在工作限制內線性工作，特別是沒有熱限制。

工作溫度范圍 (Operating Temperature Range)

在任何情況下，設備均可在最大允許溫度范圍內安全工作。但為了避免內部過熱，在一定溫度（滿載條件下的最高工作溫度）以上不再提供全部性能。如果工作溫度發生變化，可能需要重新校準或調整零點。數據表中的性能規格僅適用于室溫。

工作電壓 (Operating Voltage)

為設備供電允許的控制輸入電壓范圍（也是輸入頻率）。

光學功率計 (Optical Power Meter)

光功率計將光功率轉換為電信號。

過溫保護 (Overtemperature Protection)

電壓輸出的關閉溫度。無自動重啟。

有用的壓電負載 (Useful Piezo Load)

對于開關式放大器。一個壓電陶瓷控制器/驅動器的可能輸出功率取決于內部和外部電容負載。

真空兼容版本 (Vacuum-Compatible Versions)

在許多工業領域中，在真空中生產正日益變得更加重要。因此，為客戶提供各種不同的驅動技術，可在10–7 甚至10–10百帕的真空中運行。 這包括在強磁場和低溫環境中工作的壓電陶瓷促動器，行程低于1.5毫米且精度為亞納米級的壓電系統，在力、動力學和行程范圍方面采用多種設計的壓電電機以及采用特殊設計可實現更大行程的直流或步進電機的經典機動化。